PCC Física e Biofísica

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PRÁTICA COMO COMPONENTE CURRICULAR
DISCIPLINA: FÍSICA E BIOFÍSICA
ALUNA: CHRISTIANE HELENA GUINDO R.A. 1910543
POLO SANTA BÁRBARA D’OESTE/SP
2019
Introdução
Hoje em dia, há o aumento crescente pela demanda de energia elétrica, devido ao aumento do número de residências e a dificuldade em gerar energia considerando apenas o método convencional de hidrelétricas, problemas hídricos com a escassez de chuvas em alguns períodos do ano e o alto custo da manutenção de usinas termelétricas para a geração de energia para o suprimento desta demanda. Com este cenário, o meio ambiente em que vivemos está sofrendo agressões constantes, seja pela emissão de gases provenientes da queima de combustíveis nas usinas termelétricas além do impacto financeiro que isto tem causado, principalmente em famílias de baixa renda, devido aos reajustes constantes na conta de energia, de acordo com a classificação tarifária para períodos onde se tem a maior participação de usinas termelétricas no fornecimento de energia. Com base nessa situação se justifica o trabalho a seguir para a avaliação e a tomada de medidas pessoais para redução do consumo de energia elétrica. 
Cenário Inicial
Foi feito um gráfico (em anexo no link) de consumo anual de energia de uma residência com cinco moradores adultos, no período de fevereiro 2018 a janeiro 2019. 
Com base no gráfico é possível observar que há aumento no consumo de energia no período do verão (janeiro, fevereiro e março) devido ao aumento das temperaturas e o uso constante de ventiladores, sendo que estes permanecem ligados por pelo menos 8 horas diárias além dos hábitos comuns de consumo diário. 
Podemos confirmar esta informação analisando o gráfico que se encontra abaixo do primeiro (figura em anexo no link), onde foi feita a relação de consumo mensal por morador evidenciando mais uma vez o aumento do consumo nos períodos mais quentes do ano e redução durante as estações mais frias.
Na sequência foi elaborada uma tabela considerando os itens com maior tempo de utilização conforme observação dos hábitos dos moradores e também os eletrodomésticos de maior potência (Watts), presentes na residência durante o período estudado.
	Eletrodoméstico
	Potência (W)
	Tempo médio de uso diário
(Minutos)
	Tempo de uso díario (Horas)
	Gasto Diário
(KWh)
	Gasto Mensal
(KWh)
	Representativi-dade no consumo diário
	Chuveiro
	5000
	100
	1,67
	8,33
	250
	58%
	Ferro de Passar
	1120
	120
	2,00
	2,24
	8,96
	16%
	Geladeira Duplex
	500
	1440
	24,00
	1,53
	46
	11%
	Lâmpada
	30
	1020
	17
	0,51
	15,3
	4%
	Ventilador de teto
	130
	600
	10
	1,30
	39
	9%
	Ventilador de mesa
	50
	480
	8
	0,40
	12
	3%
Foi também elaborado um cálculo da representatividade de cada item no consumo diário de energia considerando uma média diária de 10,8 KWh, obtidos através da relação entre a média de consumo mensal dividido por 30, como é considerado o mês padrão para fins de cálculo. Nesta relação, o chuveiro elétrico ganha destaque por conta de representar, sozinho, 58% do consumo diário de energia da residência em questão. Sendo que conforme entrevista realizada com os moradores foi notado que, o uso de água quente, durante o banho, é uma constante independente da estação do ano por preferências pessoais.
Proposta para redução no consumo de energia
Conforme no tópico anterior, foi evidenciado que, o chuveiro elétrico é o maior “vilão” no consumo de energia elétrica desta residência. Sendo assim, foi iniciada a pesquisa, via internet, de alternativas para o aquecimento de água, sem a utilização da energia elétrica ou pelo menos com redução significativa em seu consumo. Assim foram encontrados diversos modelos de aquecedores solares com valores que variam entre R$ 800,00 – aquecedor a gás - e R$ 8000,00 no caso do aquecedor solar. Porém, no caso de aquecedores a gás, embora ocorra a diminuição no valor da conta de luz, haverá acréscimo no consumo de gás GLP, fonte da combustão e geração do aquecimento da água, tendo seu consumo limitado à vazão do aparelho que demanda de certo tempo de permanência da água em seu sistema para que a mesma atinja a temperatura desejada. No caso dos aquecedores movidos à energia solar, embora os mesmos tenham seu custo de aquisição e instalação elevados, estes valores podem ser amortizados com a redução na conta de luz, uma vez que este sistema utiliza o sol como fonte de calor ou seja livre de despesas de consumo, além dos reservatórios especialmente desenvolvidos para manter grandes volumes de água aquecidos, variando de 100 à 600 litros de capacidade. Conforme o valor informado pela CPFL (Companhia Paulista de Força e Luz), o custo do KWh no mês referência Maio/2019 foi de aproximadamente R$ 0,69 levando em conta que o chuveiro representa 58% do consumo de energia da residência, o valor economizado na conta de luz estaria em torno de R$132,00 por mês, o que amortizaria o custo do aparelho em aproximadamente 5 anos.
Alternativa de Baixo Impacto Ambiental
Embora o sistema de aquecimento solar pareça ser uma boa alternativa pela redução no consumo de energia, o investimento inicial é relativamente alto – R$ 8.000,00. Em função disto, foi realizada uma nova pesquisa buscando meios alternativos de aquecimento de água de baixo investimento financeiro. Um dos métodos que mais chamou a atenção foi a construção de um sistema de aquecimento solar com a aplicação de materiais recicláveis (garrafas PET e caixas de leite longa vida) que hoje são descartados junto ao lixo doméstico comum. Sendo que há diversos modelos que podem ser fabricados sem maiores dificuldades com auxilio de vídeos e cartilha fornecida pelo site Planeta Reciclável (http://www.planetareciclavel.com.br/desperdicio_zero/Kit_res_17_solar.pdf).
Fig1: Representação do Sistema de Aquecimento Alternativo
Fonte: http://abides.org.br/como-fazer-seu-proprio-aquecedor-solar-para-o-chuveiro/
Definição do Método a ser usado para Redução do Consumo de energia.
Conforme explanado anteriormente, durante o decorrer deste trabalho o uso do chuveiro elétrico é o maior responsável pelo elevado consumo de energia elétrica da residência em questão. Desta maneira foram apresentados de forma sucinta alguns dos métodos e aparelhos disponíveis no mercado para suprir esta necessidade. Como conclusão foi determinado que fosse construído e aplicado o sistema de aquecimento solar sustentável, ou seja, com o uso de materiais descartáveis. Seguindo abaixo a lista de materiais que será necessária para a construção do mesmo. Disponível no site https://www.portal-energia.com/como-construir-um-aquecedor-solar-caseiro-com-garrafas-pet/
· 60 garrafas PET transparentes de 2 litros;
· 50 caixas de leite longa vida vazios de 1 litro;
· 11 m de canos de PVC de 20 mm e 1/2 polegada;
· 20 conexões T em PVC de 20 mm e 1/2 polegada;
· 1 cano de PVC de 100 mm com 70 cm de comprimento para molde do corte das garrafas PET;
· 1 fita de autofusão ou borracha de câmara de ar;
· 1 estilete;
· 1 litro de tinta fosca preta;
· 1 luva;
· 1 martelo de borracha;
· 1 lixa d’água n°100;
· 1 cola para tubos de PVC;
· 1 arco de serra;
· 5 pregos;
· 1 tábua de madeira com no mínimo 120 mm de comprimento;
· 1 ripa pequena com aproximadamente 15 cm de comprimento;
· 1 fita crepe com largura de 19 mm;
· 2 tampões de PVC de 20 mm e 1/2 polegada.
· 4 conexões L (luvas) de PVC de 20 mm e 1/2 polegada;
Sendo que esta lista se refere à construção de um painel de 1m2 suficiente para o consumo de uma pessoa, que no caso da residência em questão demandaria um painel de pelo menos 4m2 para o atendimento das necessidades de 4 pessoas adultas. O tempo estimado entre a aquisição de todo o material necessário, construção e instalação do sistema é de 30 dias. Neste intervalo serão utilizadas outras técnicas para redução no consumo baseadas em algumas dicas simples disponíveis no site da ANEEL (http://www.aneel.gov.br/), sendo a de maior importância a conscientização e redução no tempo de chuveiro ligado de 20 minutos por pessoa para 5 minutos através do ato de desligar o chuveiro durante o tempo utilizadopara ensaboar o corpo. Com esta atitude o consumo de energia seria reduzido em torno de 26% do consumo médio de energia elétrica passando de 330 KWh para 242 KWh. A aplicação deste sistema alternativo possui diversos vieses além da redução no valor da conta de energia elétrica, tais como: redução no consumo e desperdício de água potável, diminuição do impacto ambiental causado pelo descarte destes materiais em aterros sanitários e leitos de rios, uma vez que estes itens tem um tempo muito elevado para sua decomposição no meio ambiente. 
Olhando para a aplicação de um sistema desses em escala industrial, estaríamos aliviando uma carga desnecessária para os aterros sanitários e podendo gerar renda em empregos para pessoas de baixa renda, através de cooperativas para a coleta de materiais recicláveis para fabricação deste sistema e aplicação em comunidades carentes para redução no comprometimento financeiro de sua renda com o consumo de energia, uma vez que o chuveiro é um item essencial na grande maioria das residências independente da classe social.