Calor do piso ao invés de revestimento da construção

Fnoxx / Hettrich

Pesquisadores da Escola Politécnica de Zurique (ETH, na sigla em alemão), desenvolveram um sistema capaz de armazenar o calor do verão no solo e depois, no inverno, coletá-lo. O objetivo é fazer com que o campus em Zurique praticamente não emita mais CO2 até 2025. E isso sem a necessidade de isolar termicamente a construção.

No verão, o corpo exige roupas leves. Já o inverno obriga o uso de roupas pesadas. Porém ninguém consegue se salvar do excesso de calor, sejam no interior das casas ou prédios, durante as duas estações do ano.

Exatamente com o objeto de aproveitar esse excesso é que a ETH introduziu no seu campus localizado no bairro de Hönggerberg, em Zurique, um novo sistema. Nele, o excesso de calor no verão é armazenado no solo ao invés de ser “combatido” por sistemas de refrigeração e depois despejado no meio ambiente. Já no inverno, o calor armazenado é utilizado para o aquecimento.

Como funciona? De uma forma simplificada, o calor é coletado através de um sistema de circulação de água e de armazenamento no subsolo. Ou seja, a água é aquecida durante o verão e depois depositada duzentos metros abaixo da superfície em compartimentos especiais. No inverno, bombas injetam essa água no sistema de aquecimento do prédio e que, por consequência se esfria através da utilização nos radiadores. Fria, a água é depositada mais uma vez no solo e, durante o verão, utilizada para refrigerar o edifício.

Economia anual de um milhão 

“Fascinante é que seja possível alcançar a sustentabilidade apenas com ajuda do sol, e que terra nos possibilite armazenar essa energia segundo as diferentes estacoes do ano”, explica Hansjürg Leibundgut, professor de técnicas de construção na ETH.

O objetivo do acadêmico é reduzir as emissões de gás carbônico do campus universitário em Hönggerberg ao mínimo, até 2025. Consequentemente o uso de óleo para aquecimento será substituído pela energia obtida através do armazenamento de água na terra. A percentagem de energia gasta para bombear a água no sistema interno de circulação, seja para aquecer ou refrigerar as instalações, deve ser de 10%. Esse sistema deve permitir à ETH economias anuais de até um milhão de francos suíços.

Sem isolamento térmico 

Leibundgut considera incorreto dizer que o aquecimento se dá graças ao calor do solo. “Isso subentende que estamos utilizando a energia do núcleo do planeta, o que não é o caso. Nós, sim, utilizamos a energia solar, já que qualquer forma de energia – com exceção do urânio – como o petróleo, eólica ou a hidrelétrica é energia solar.”

Como a ETH não necessita de mais energia para aquecer ou refrigerar, com exceção daquela utilizada para fazer funcionar as bombas hidráulicas, ela abdicou de técnicas especiais como isolamento térmico ou de recuperação do calor, como as utilizadas nos edifícios com o padrão de “minergie”, ou seja, extremamente econômicos.

“No passado a gente aquecia o ar no forno e depois permitia que ele escapasse ao abrir a janela. Com a necessidade crescente de diminuir o consumo de energia, nós chegamos à conclusão que era preciso recuperar esse calor perdido. Mas se eu não quero economizar no uso de óleo de aquecimento, já que não preciso dele, eu também não preciso mais recuperar esse calor perdido”, raciocina Leibundgut.

Abdicar ao isolamento térmico também tem uma explicação lógica: o sistema de armazenamento no subsolo só pode captar a energia do verão se a água aquecida for resfriada durante o inverno. Por isso seria contra produtivo impedir a perda de calor durante os meses frios do ano.

800 sondas subterrâneas 

O campus da ETH em Hönggerberg é um complexo de vários edifícios, dos quais a grande maioria foi construída entre 1970 e 1995. Os engenheiros começaram em 2006 a construir um sistema de armazenamento subterrâneo de energia e também a modernização na estrutura das construções.

Uma vantagem é que, desde o início, todos esses edifícios eram aquecidos através de um sistema central, ou seja, eles são conectados entre si por um sistema subterrâneo de canais que podem ser percorridos até por veículos. Isso facilitou a instalação dos canos de água entre o depósito subterrâneo e as construções.

Quando terminado, o sistema será composto por 800 sondas subterrâneas. A energia armazenada por ela significa a economia anual de 1.500 toneladas de óleo de aquecimento. Até hoje, 230 sondas já foram instaladas. O sistema já funciona desde abril de 2012 e está instalado nas construções da universidade que já foram saneadas.

Sistema alternativo 

O professor Leibundgut e vários outros colegas do Departamento de Arquitetura da ETH de Zurique veem no sistema de armazenamento subterrâneo de energia uma alternativa à “embalagem” das casas, ou seja, ao isolamento completo através de diferentes materiais de revestimento e janelas especiais. A introdução dessas técnicas através dos padrões “minergie” na Suíça não é possível em construções antigas, já que suas fachadas estão tombadas pelo patrimônio. E, nas novas construções, elas limitam a criatividade dos arquitetos.

Assim um grande banco de Zurique decidiu modernizar um complexo de apartamento construído em 1995 segundo o modelo utilizado no campus da ETH. Para isso, os engenheiros instalaram no pátio interno dos edifícios, que abrigam no total 55 apartamentos, 16 sondas subterrâneas. No teto foram colocados coletores solares de energia e para aquecimento da água.

O objetivo é reduzir as emissões de CO2 ao máximo, sem a necessidade de isolar completamente as fachadas das construções. “Só dá para ver que elas foram pintadas e que nos tetos foram instalados os coletores híbridos. O revestimento foi trocado, mas por um mais eficiente e com a mesma espessura”, acrescenta Leibundgut.

Campus de Hönggerberg

A Escola Politécnica Federal de Zurique (ETH) decidiu em 1957 construir um novo campus, junto às antigas instalações no centro da cidade.

O bairro de Hönggerberg foi escolhido para esse fim. Os novos edifícios foram construídos entre 1960 e 2004, em três etapas.

Ao lado do Depto. de Arquitetura, eles abrigam também os Departamentos de Meio-Ambiente, Geomática, Física, Química, Biologia e Estudos de Material.

Em 2000 foi lançado o projeto de expansão “Science City”. Ele prevê a construção de alojamentos estudantis no espaço do campus.

As 22 construções atuais desse campus somam uma área útil de 265 mil metros quadrados.

O consumo de energia corresponde ao de um pequeno vilarejo.

Adaptação: Alexander Thoele