Energia biotérmica de águas residuais domésticas

Abstract

Em resposta ao elevado consumo de energia emissora de CO2 para a climatização dos edifícios, a União Europeia ditou diretivas visando todos os países membros, as quais resultaram na criação de uma recomendação "ENE2020" Estratégia Nacional para a Energia, com o objetivo de reduzir as emissões de CO2 até 2020. O uso de fontes de energia limpas como a Biotermia de Águas Residuais, pode ser uma das soluções para as necessidades de eficiência energéticas solicitadas. A Biotermia baseia-se num processo de obtenção de energia a partir do calor contido nos sistemas de drenagem de águas residuais domésticas. Neste contexto propôs-se o desenvolvimento de modelos numéricos básicos com o objetivo de abranger, e de poder tratar, o maior número de fatores que se acredita influenciarem as transferências de calor entre o meio emissor e o meio condutor para os sistemas de estruturas termoativas. Relativamente aos modelos desenvolvidos, o primeiro foi modelado de forma a replicar a solução existente no edifício CICFANO da Universidade de Aveiro (única e pioneira na Península Ibérica). O segundo modelo consiste numa solução em betão bastante utilizada em outros países. Desenvolveu-se ainda um conjunto de seis modelos em PEAD e PPc, frutos da imaginação e tentativa de resposta à necessidade de aplicar o conceito da Biotermia em tubagens de materiais plásticos, utilizadas nos novos sistemas de saneamento. As modelações concebidas demonstraram a influência de diversos fatores no rendimento das soluções, nomeadamente: tipo de material empregue, presença/ausência de encamisamento isolante, diâmetro e espessura dos coletores, posição dos permutadores, entre os demais. Os resultados alcançados no presente trabalho podem ser uma mais-valia no aperfeiçoamento de soluções inovadoras no campo das energias renováveis.

In response to the high consume of energy, responsible for the emission of CO2, for the acclimatization of buildings, the European Union dictated policies targeting all member countries, resulting in the creation of a recommendation named “ENE200”, National Strategy for the Energy, with the intuit of reducing CO2 emissions until 2020. The use of clean energy sources such as the warm water of sewers can be one of the solutions for the necessities of energetic efficiency requested. Using the term Biotherm, this technology is based on a process of obtaining energy from the heat contained in the drainage systems of domestic wastewater. In this context it was proposed the development of basic numeric models with the intuit of cover, and be able to treat, the largest number of factors believed to influence the heat transference between the emissary medium and the conductor medium for the termoactive structure systems. Regarding the models developed, the first was modulated to replicate the solution existing in the CICFANO building of the University of Aveiro (unique and pioneer in the Iberian Peninsula). The second model consists in a solution in concrete often used in other countries. It was also developed a set of six models in PEAD and PPc, fruits of imagination and attempt to answer to the necessity of applying the concept of Biothermy in pipes of plastic materials, used in the new sanitation systems. The modeling conceded have showed the influence of diverse factors in the income of the solutions, namely: type of material used, presence/absence of insulating sheath, diameter and thickness of the collectors, position of the exchangers, among others. The results achieved in the present work can be an added value in the development of innovative solutions in the field of renewable energies.