Aquecedores Solares de Baixo Custo (ASBC) para Comunidades Carentes –

Oficinas Populares

Elmo Souza Dutra da Silveira Filho (UFRGS) – elmo@malbanet.com.br

Resumo: O chuveiro elétrico no Brasil é o grande vilão no consumo de energia elétrica. Está presente em 70 %

das residências. Tem baixo custo de aquisição, com alto consumo de energia elétrica, principalmente no horário

de ponta. Os aquecedores solares de baixo custo (ASBC) são alternativa viável para as comunidades carentes que

necessitam de água quente para banho. Os aquecedores solares comerciais tem alto investimento financeiro,

sendo inviáveis para comunidades carentes. Serão analizados três projetos de ASBC divulgados na internet, e

propondo a divulgação do modelo de melhor implementação para uso das comunidades carentes. Os

reservatórios térmicos também serão abordados, com alternativas para a sua execução, como o uso de recipientes

vindos de sucata, bombonas plásticas e vários materiais para isolamento.

Palavras-chave: Energia Solar; Aquecedor Solar de Baixo Custo; Sustentabilidade.

Abstract: The electric shower in Brazil is the villain in the consumption of electricity. It is present in 70 %

of households. Has low cost, high power consumption, especially at peak hours . Low-cost solar heaters ( ASBC

) are viable alternative to poor communities that require hot water for bathing . Commercial solar heaters have

high financial investment, being unviable for poor communities. Will be analyzed three ASBC projects released

on the Internet , and proposing the release of better implementation model for use of poor communities. The

thermal reservoirs will also be addressed, with alternatives for its implementation, such as the use of materials

coming from scrap containers, plastic drums and various materials for insulation.

Keywords: Solar Energy; Low Cost Solar Heaters; Sustainability.

1. Introdução

Pesquisa realizada na Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de

Campinas (Unicamp) reforça as constatações oficiais de que os chuveiros elétricos são

responsáveis por 23% do consumo residencial no horário de pico, com impacto na curva de

carga do sistema elétrico brasileiro.

O gasto de energia do chuveiro durante o ano corresponde a quase 30% da energia

gerada pela usina de Itaipu em igual período. Nas regiões Sul e Sudeste o chuveiro chega a

responder por até 40% do consumo residencial no horário de pico. Os chuveiros elétricos

estão presentes em mais de 70% dos domicílios no País.

Um chuveiro elétrico pode ser comprado por R$ 30,00, um aquecedor solar não sai por

menos de R$ 2 mil - um valor que assusta, mesmo que, no Brasil, seja possível gerar energia

solar durante praticamente o ano todo.

Outro sistema que poderia ser usado é o de gás natural. Hoje as concessionárias

colocam tubulações em toda a cidade, mas o produto é usado apenas no fogão. A população

brasileira não tem o hábito de usar o gás para aquecimento da água do banho.

O Brasil é um país tropical, com a média de 280 dias de sol por ano. Uma alternativa

sustentável são os aquecedores solares de baixo custo (ASBC), e têm sido publicados na

internet projetos ecológicos de aproveitamento da energia solar para pré-aquecimento de água

para banho. O uso conjunto de chuveiros eletrônicos com circuito regulador de potência

(dimmers) permite reduzir significativamente o consumo de energia, porque a água quente

será misturada com a água fria da rede. No inverno o consumo de energia elétrica será maior,

pela menor incidência solar e as menores temperaturas. No resto do ano, os ASBCs irão suprir

a edificação com água quente.

2. Aquecedores solares disponíveis no mercado

São usadas duas tecnologias para aquecedores solares no mercado. No primeiro caso são

usados painéis metálicos com serpentinas de cobre ou alumínio, revestido por vidro

temperado, com isolamento térmico. Há alguns anos atrás surgiu no mercado uma evolução

tecnológica, com a utilização de tubos a vácuo de alta eficiência térmica. Estes sistemas

demandam investimento financeiro, com retorno em médio prazo. Também estão disponíveis

aquecedores solares de plástico, sendo mais utilizados para aquecimento de água de piscinas.

Todos estes sistemas têm custos proibitivos para comunidades de menor poder aquisitivo.

Figura 1 – Aquecedor solar tradicional com reservatório térmico integrado

Fonte: http://solucaotermica.com.br/produtos/aquecedores-solares/

Figura 2 – Aquecedor solar com tubos à vácuo com reservatório integrado

Fonte: http://painelsolares.com/aquecedor-solar/

Figura 3 – Aquecedores solares de plástico para piscinas

Fonte: http://www.viniltecpiscinas.com.br/produtos/aquecimento/aquecedor-solar-piscina/

3. Projetos de Aquecedores Solares de Baixo Custo (ASBCs) divulgados na internet

3.1 ASBC construído com forro e canos de PVC

Em procura na Internet, são citados muitos projetos de aquecedores solares de baixo

custo para a população de menor poder aquisitivo. Um dos projetos precursores é o ASBC da

empresa SUNPOWER, feito de canos e forro plástico de PVC, com uso de adesivo para

vedação. É possível fazer “download” do material pela internet e construir em casa, já que

todos os materiais são facilmente encontrados no comércio. Este tipo de coletor solar também

pode ser encontrado comercialmente no mercado, pronto para uso, com custos mais elevados.

Figura 4 – ASBC construído com forro e canos de PVC e reservatório térmico alternativo incorporado

Fonte: http://www.sociedadedosol.org.br/projetos/asbc/

Este projeto de ASBC tem sido há anos divulgado e bem documentado pela organização

Sociedade do Sol, com farta documentação disponível para download. Nota-se que o coletor é

construído a partir de forro plástico de PVC em um tamanho padrão, na cor branca. Necessita

de pintura final de tinta preto fosco. Este forro tem de ser encaixado e colado em cano de

PVC, com um rasgo feito nas suas dimensões. A colagem é crítica, devendo ser feito teste

hidrostático posterior para detectar vazamentos. O adesivo tem de ser de boa qualidade,

normalmente adesivo epóxi de 24 horas de cura. Requer mão de obra especializada e

ferramental apropriado. Este tipo de forro de PVC não é padrão no mercado, sendo

encontrado apenas em grandes centros. Cidades e localidades menores podem ter dificuldades

de aquisição.

Quanto ao reservatório, é proposto pela instituição o uso de caixas térmicas de EVS

(isopor) de aproximadamente 200 litros. Para isolar o EVS da água, é proposto o uso de filme

plástico resistente. A ampla documentação do projeto prevê furação e acessórios para este

reservatório, com melhores respostas térmicas da mistura água quente e fria.

Outros tipos de reservatórios também podem ser utilizados com revestimento térmico,

como bombonas plásticas de 200 litros, com revestimento com lâminas de EVS usadas na

construção civil para isolamento térmico.

Figura 5: Esquema de ligação do ASBC ao circuito hidráulico de uma residência

Fonte: http://www.solarcamp.com.br/?navega=comofunciona

3.2 ASBC construído com canos de PVC, embalagens Tetrapack e garrafas PET

Este projeto de ASBC foi idealizado em 2002 por José Alcino Alano, de Tubarão, SC.

Ele criou um projeto que retêm a energia solar para aquecimento de água, usando tubos de

PVC e material descartável, como embalagens Tetrapak pintadas de preto fosco, e garrafas

PET para o efeito estufa. Utilizou 100 garrafas PET para aquecimento de água para uma

família de 4 pessoas. O projeto mostrou-se eficiente, dentro das limitações de um aquecedor

solar alternativo, com re-uso e destino responsável ao lixo acumulado.

Ganhou em 2004 o prêmio “Superecologia” da revista Superinteressante, e ampla

divulgação nacional. Disponibilizou um completo manual para a construção deste sistema

sustentável. Os governos dos estados do Paraná, Rio de Janeiro, São Paulo e Rio Grande do

Sul promoveram oficinas para a divulgação do projeto com oficinas comunitárias.

Embora o custo das embalagens Tetra Pack e garrafas PET seja nulo, este projeto

necessita de tubulações, colagem e acessórios de PVC (luvas, joelhos, Ts), e considerável mão

de obra de execução, exigindo alguma qualificação técnica para serviços hidráulicos.

Figura 6: ASBC construído com canos de PVC, embalagens Tetrapack e garrafas PET

Fonte: http://www.procaveblog.com.br/aquecedor-solar-projeto-feito-com-garrafas-pet/

Figura 7: Outro projeto na internet – ASBC feito com tubos de PVC

Fonte: http://www.sempresustentavel.com.br/solar/aquecedor/asagua-tubos21.jpg

3.3 ASBC construído com mangueiras de PVC preto

Ao fazer a análise dos dois modelos anteriores de ASBC, o primeiro de forro e tubos de

PVC, o segundo de PVC, garrafas PET e embalagens Tetrapak, notam-se que ambos

funcionam, mas apresentam considerável mão de obra na execução, e custos de aquisição com

tubos e conexões de PVC. O questionamento é se não existe meio mais prático, econômico e

funcional, com menor mão de obra e com diminuição de custos e materiais.

Uma alternativa mais viável é a utilização do tubo de polietileno preto enrolado, de

baixo custo, sem o uso de conexões e com menores necessidades mão de obra não

especializada. Este tubo já vem na cor preta, em embalagem de 100 metros por rolo, não

necessita ser pintado. Basta dobra-lo, colocar sobre uma chapa preta para melhor absorção do

calor solar, e providenciar o efeito estufa. Gasta se menos em investimento e tempo para a sua

execução. Esta técnica melhor se aplica a oficinas populares e ações comunitárias para a

divulgação de tecnologia.

Figura 8 – Mangueira de polietileno preto em rolo de 100 metros

Fonte: http://megatubos.com.br/mangueiras/

Figura 9 – ASBC feito com mangueira enrolada de polietileno preto, em base metálica

Fonte: http://www.silent9.com/blog/index.php?url=archives/107-DIY-Solar-Pool-

Heater.html&serendipity%5Bcview%5D=linear

A mangueira de polietileno é facilmente encontrada no comércio. É mais utilizada para

irrigação, com custos bem menores que o PVC. A cor preta dispensa a pintura. Está

disponível em vários diâmetros, sendo recomendado o diâmetro de 20 mm ou ¾ de polegada.

Se for desejada maior vazão, bitolas maiores podem ser usadas, com 25 mm ou uma polegada.

Também pode ser usado diâmetro de meia polegada, para menores vazões.

Um cuidado a observar é em relação a dificuldade de dobra e condicionamento. Existe a

tendência de a mangueira desenrolar, e deve ser previsto um método de fixação da mesma,

através de amarras com arame, pregos de escoramento, etc.

Se for necessário, o tubo pode ser facilmente emendado com o uso de uma luva interna

do mesmo material, com presilha de aperto para evitar vazamentos.

Figura 10 – ASBC com mangueira de polietileno – detalhe de escoramento da mangueira com pregos e

guias de madeira

Fonte: http://www.solarsistem.ru/collector_iz_trubi.php

Figura 11 - ASBC de polietileno, detalhe de exposição solar

Fonte: http://www.solarsistem.ru/collector_iz_trubi.php

Figura 12 – Detalhe de ASBC de polietileno usados para aquecimento de piscina

Fonte: http://www.jeustconsultoria.com.br/products/aquecedor-solar-hyperborea-p-piscina-/

4.3. Reservatórios térmicos para ASBCs com materiais alternativos

A água aquecida pelo ASBC durante o dia pela radiação solar necessita ser armazenada

para uso, principalmente à noite. Se não houver isolamento térmico, grande parte do calor

armazenado irá se perder para o ambiente. Isto é evidenciado em estações frias, como no

inverno. O projeto deve prever algum tipo de isolante térmico aliado ao reservatório, fixado a

este, para diminuir as perdas térmicas. Em alguns projetos são usados caixas térmicas de EVS

de grande capacidade, como 200 litros. Este sistema necessita de um filme plástico interno de

isolamento e vedação.

Figura 12 - Caixa térmica de EVS (isopor) de grande capacidade

Fonte: http://www.isocamp.com.br/produtos.php

Figura 13 - Detalhe de uma caixa térmica de EVS com revestimento interno em filme plástico e conexões

Fonte:

http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022002000100019&script=sci_arttext

Figura 14 – Isolamento térmico feito em reservatório comercial

Fonte: http://sp.quebarato.com.br/osasco/boiler-reservatorio-termico-para-aquecimento-solar__33D18A.html

Figura 15 – Isolamento térmico feito em reservatório comercial – detalhe de conexões

Fonte: http://soldoamanha2012.spaceblog.com.br/3/

Figura 16 – Bombonas plásticas de 240 litros de baixo custo usadas para armazenamento de azeitonas

Fonte: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-714768748-bombonas-240l-tipo-azeitona-tampa-rosca-tambor-

plastico-_JM

REFERÊNCIAS

MOREIRA, José. G. S. e JARDINI, José A. Uso de chuveiros elétricos e critérios de sua

substituição para a conservação de energia elétrica. XIII Seminário nacional de produção e

transmissão de energia elétrica, Florianópolis 1995.

TOMÉ, Maurício de Castro. Análise do impacto do chuveiro elétrico em redes de

distribuição no contexto da tarifa horo sazonal. Dissertação de mestrado. Campinas, SP.

2011.

WOELZ, Augustin T. Aquecedor solar de baixo custo (ASBC): uma alternativa custo-

efetiva. Sociedade do Sol - CIETEC, Centro Incubador de Empresas Tecnológicas da USP.

Quarto encontro de energia do meio rural. São Paulo, SP. 2002.

PALZ, Wolfgang. Energia Solar. Hemus Editora. São Paulo, SP 1989.

BEZERRA, Arnaldo Moura. Aplicações Térmicas da Energia Solar. João Pessoa: UFPB,

1998. Terceira edição, Porto Alegre, 1983.

ALANO, José Alcino. Aquecedor solar produzido com materiais recicláveis. Disponível

em: http://www.planetareciclavel.com.br/desperdicio_zero/Kit_res_17_solar.pdf

URBANO, Edson. Aquecedor de água feito com tubos de PVC. Disponível em:

http://www.sempresustentavel.com.br/solar/aquecedor/aquecedor-solar.htm