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01/10/2013 - 01/10/2015

Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada

A humanidade sempre buscou soluções para se proteger das diversidades climáticas e obter condições satisfatórias de bem estar e conforto físico. Assim, o clima é um dos principais fatores em projetos de habitação. Além disso, nos últimos anos, aumentou a necessidade de aliar conforto térmico a redução no consumo de energia, utilizando-se recursos energéticos alternativos. Dentre estes, a radiação se destaca como uma fonte inesgotável de calor e luz. Parte desta energia é perdida na atmosfera, porém, mais da metade dela incide sobre a superfície terrestre. Devido à sua enorme massa e propriedades de isolamento térmico, a crosta da Terra funciona como um imenso reservatório inercial e cíclico para esta energia. Dessa forma, as camadas mais superficiais do solo acumulam calor durante o dia, sendo este liberado durante a noite. Da mesma maneira, acumula calor durante o verão, e o libera durante o inverno. Neste projeto de pesquisa, pretende-se realizar diferentes análises computacionais da técnica de condicionamento térmico de ar ambiente usando os chamados trocadores de calor solo-ar (TCSA). Basicamente, a metodologia consiste em circular o ar ambiente através de dutos enterrados no solo. O ar insuflado troca calor com as camadas de solo ao seu redor, aquece (no inverno) ou resfria (no verão), e depois é ventilado nos ambientes construídos, amenizando sua temperatura. Com esta estratégia, consegue-se diminuir o consumo de energia convencional, particularmente, nas estações onde há aumento da demanda para aquecimento ou resfriamento. Um objeto importante dessa pesquisa é otimizar, através da teoria constructal, diferentes parâmetros de construção dos TCSA, como é o caso da profundidade ideal dos dutos, número ideal, geometria, etc.