ÁREA: Materiais
TÍTULO: CONSTRUÇÃO E TESTES DE FOGÕES SOLARES PARA AS COMUNIDADES CARENTES DO RIO GRANDE DO NORTE – BRASIL
AUTORES: JOHNSON MOURA (UFRN) ; FABIANA PINTO (UFRN) ; SEBASTIÃO FERREIRA (UFRN)
RESUMO: No contexto dos dados da matriz energética brasileira apontam para a necessidade de massificar o uso do fogão solar para o cozimento de alimentos, como forma de preservação da natureza, e contribuição para amenizar o desequilíbrio ecológico pelo uso indiscriminado da lenha, além do fato de minimizar a emissão de gases poluentes para a atmosfera. Como se podem ver, estudos que viabilizem o uso do fogão solar, através da otimização do seu processo de construção e dos níveis de temperatura gerados, bem como a melhoria do conforto de quem o utiliza, devem ter prioridade e são imprescindíveis para uma política de combate ao desequilíbrio ecológico, que amenizem a matriz energética, contribuam para a fixação do homem no campo e possa dar-lhe uma opção de geração de renda.
PALAVRAS CHAVES: fogões solares, energia, matriz energética
INTRODUÇÃO: O fogão solar é um aparelho bastante simples de se fazer e utilizar, e que trás muitos benefícios a quem o utiliza, constituindo-se em um equipamento eficaz. Mas é importante saber e compreender os motivos pelos quais, países em desenvolvimento como é o caso do Brasil, não utilizarem essa tecnologia.
Pretende-se construir um modelo de fogão solar e testar sua viabilidade técnica-econômica, que tenha como características principais à facilidade de fabricação e montagem, o baixo custo (utilizando material compósito acessível às comunidades de baixa renda) e a simplicidade no mecanismo de movimentação do protótipo para incidência da luz solar direta.
MATERIAL E MÉTODOS: A metodologia a ser empregada está baseada nos objetivos da presente proposta, ou seja:
a) Realizar experimentos, assando, por exemplo, pão e pizza em um fogão solar tipo parabólico. Durante os experimentos serão medidas algumas temperaturas dentro do fogão solar, assim como fora dele. Obter, experimentalmente, o tempo necessário para assar alguns alimentos.
b) Obter parâmetros tais como: dimensões do objeto a ser assado, as suas propriedades termofísicas como calor específico, densidade e condutividade térmica, além de avaliar parâmetros de transporte como o coeficiente convectivo e o coeficiente devido à radiação dentro do forno solar.
c) Modelar considerando o coeficiente convectivo e o de radiação e que na superfície onde é depositado o alimento a temperatura é aproximadamente constante;
d) Realizar outra modelagem considerando um termo fonte como sendo a energia solar que pode ser captada pelo forno e que é absorvida pelo objeto (pizza, pão) durante o processo de assá-los. Além disto, que a superfície onde é depositado o alimento é mantida à temperatura aproximadamente constante;
e) Comparar o tempo avaliado pelos modelos deste projeto, com o tempo experimental necessário para assar alguns alimentos. Procurar na literatura, dados de tempo de assar, para compará-los com os valores mencionados antes.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Uma das qualidades dos fogões de caixa solar é sua facilidade de funcionamento. Para cozinhar ao meio-dia na latitude de 20° N - 20° S, o fogão de caixa solar sem refletor precisa de um pequeno remanejamento para ficar voltado para o Sol enquanto ele se move através do céu de meio-dia. A caixa com a face voltada para cima e o Sol está alto no céu por boa parte do dia. As caixas com refletores podem ser posicionadas em direção ao Sol da manhã e da tarde para fazer o cozimento nestas partes do dia.
Operação do fogão:
• Foram obtidos dados da temperatura da panela absorvedora e do interior do forno para vários dias de ensaio. As temperaturas foram tomadas de 15 em 15 minutos, no período de 9:00 às 15:00 h.
• Colocou-se uma panela com 1 litro de água à temperatura de 36 °C no interior do forno e mediu-se a evolução da temperatura da água no interior da panela, a cada cinco minutos.
• Outro teste realizado foi o cozimento de macarrão e de arroz, nas quantidades de 100 g e 350 g, respectivamente, medindo-se o tempo de cozimento e os níveis de temperatura no interior do forno.
• O teste final consistiu na colocação de uma pizza para assar no interior do forno proposto, medindo-se o tempo de assar do mesmo e os níveis de temperatura no interior do forno.
• Para avaliar as perdas térmicas do fogão (forno) solar construído mediu-se no período de maior incidência de radiação solar global, entre 11:00 e 13:00 horas, as temperaturas externas do fogão.
Os tempos experimentais médios para cozimento de alimentos como pães(em torno de 32 minutos) e pizzas(56 minutos) são resultados satisfatórios quando comparados com os resultados da literatura.
CONCLUSÕES: O fogão solar é uma proposta alternativa ao consumo de lenha em comunidades carentes. Vem sendo bastante estudado ao redor do mundo,
seja em termos científicos e tecnológicos de aprimoramento e na sua
difusão nas comunidades. Há diversos tipos de fogão solar, porém o
tipo caixa destaca-se devido a sua facilidade de confecção e uso,
somado ao fato de que sua eficiência empírica já está comprovada.
Obtiveram-se resultados satisfatórios experimentais compatíveis com os
resultados da literatura usando uma modelagem do processo de cozimento
de alimentos do fogão solar do tipo caixa.
AGRADECIMENTOS: À UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE E A CAPES PELO INCENTIVO AO TRABALHO PROPOSTO.
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