2011Estudo e desenvolvimento de geladeira ecológica Mogi Guaçu/SP Ms. este projeto possibilita a discussão e a inclusão do tema sustentabilidade ambiental. pot in pot. na disciplina Termodinâmica dos cursos de engenharia . através de equipamentos “ecologicamente corretos”. OBJETIVOS GERAIS O objetivo deste projeto é o de construir e otimizar uma geladeira. Dr. Além disso. Fabiano Correa da Silva Supervisão do projeto Prof. Franco Montoro” Prof. João Alexandre Bortoloti Desenvolvimento do projeto Prof. José Tarcísio Franco de Camargo Desenvolvimento do projeto Tainá A. Dr. Jomar Barros Filho Coordenação do projeto Elaboração e desenvolvimento do projeto Prof. Dr. Vedovello Bombati Aluna de iniciação científica Desenvolvimento do projeto Lauro Cavalhieri Aluno de iniciação científica Desenvolvimento do projeto 1.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO Estudo e desenvolvimento de geladeira ecológica Equipe da Faculdade Municipal “Prof. baseada em um sistema de refrigeração evaporativo. Estéfano Vizconde Veraszto Coordenação de Pesquisa e Extensão Desenvolvimento do projeto Prof. Dr. com base na revisão bibliográfica. tais como temperatura. g) Análise estatística dos dados e otimização do modelo. 2. primeira e segunda leis da termodinâmica e . de uma faculdade municipal no interior do estado de São Paulo. b) Definição das características técnicas da geladeira. h) Redação de artigos e divulgação nas revistas especializadas da área. trocas de calor. no curso de Engenharia Ambiental. JUSTIFICATIVA E ALCANCE SOCIAL Este projeto surgiu como resultado dos trabalhos apresentados pelos alunos na disciplina “Termodinâmica”. c) Definição dos parâmetros físico a serem medidos.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO ambiental da Faculdade Franco Montoro. 1. com vistas a produção de uma artigo revisão bibliográfica. f) Monitoramento e coleta de dados. d) Elaboração de um sistema de aquisição de dados automatizado. e) Montagem experimental das geladeiras.1 Objetivos Específicos Este Projeto tem como objetivos específicos: a) Possibilitar que os alunos de Iniciação Ciêntífica tenham um contato com a produção ciêntifica publicada nas revistas especializadas desta áera. será feita a leitura e síntese de artigos científicos. Assim. Após a exposição e estudo dos principais conceitos que compõe esta disciplina. Trata-se de um dispositivo muito simples. Quando já tivermos obtido resustados. este projeto vem preencher uma lacuna internacional. Em especial. quais seriam as características físicas deste artefato e até que ponto ele poderia ser utilizado com sucesso em nosso país? Outro fato que chamou bastante a atenção de todos é o de se tratar de um artefato produzido com sucatas. os alunos foram organizados em grupos de trabalho com a responsabilidade de apresentar pequenos seminários sobre alguns temas desta disciplina. podem mostrar as suas reais potencialidades de uso em nossa região. trouxe a sala de aula um protótipo da “Geladeira do Deserto – pot in pot”. utilizado em algumas comunidades carentes de países da África. A simplicidade e o baixo custo deste sistema. estes poderão ser divulgados pela . Isto possibilita termos um refrigerador de custo muito baixo que pode ser usado para a preservação de alimentos. capaz de abaixar em vários graus a temperatura de seu interior quando comparada com a temperatura ambiente. a um custo extremamente baixo. Além disso. “Franco Montoro” pode ocupar um papel de destaque regional na produção e divulgação do conhecimento tecnico e científico. ele não consome energia elétrica. PAPEL DA INSTITUIÇÃO A Faculdade Municipal Prof. tais como: quais seriam as condições de funcionamento de tal “geladeira”? Como a sua temperatura varia em função da temperatura e umidade relativa do ar? Em síntese. 3. como o seu princípio de funcionamento está baseado na evaporação da água. o grupo que apresentou o tema “geladeiras e refrigeradores”.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO entropia. Após a apresentação deste grupo. várias questões vieram à tona. Especificamente. amparados pelas suas curvas características. pois faltam estudos que demonstrem as características físicas deste sistema de refrigeração. o que o torna ambientalmente sustentável. Mais uma vez. com o potencial de melhorar a formação acadêmica de seus alunos através de projetos de Iniciação Científica. nossa Faculdade estará dando exemplos concretos de como implementar o tema “sustentabilidade ambiental” nas disciplinas básicas dos cursos de engenharia. portanto. Tais artefatos são amplamente comercializados. sendo possível encontrar uma ampla gama de tamanhos e modelos. a viabilidade desta idéia depende da realização de estudos técnicos. Da mesma forma.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO Faculdade com o objetivo de fomentar ações de sustentabilidade ambiental em nossa região. Além disso. explica que para se alcançar o desenvolvimento sustentável. é preciso maior diálogo entre os processos naturais e antrópicos dos ambientes rurais com o meio urbano. devido o crescimento acelerado da . A partir desta primeira revisão da literatura. metodologias. uma integração de conhecimentos. químicas. técnicas. De forma semelhante. poderíamos imaginar um sistema de refrigeração pot in pot capaz de complementar estes artefatos. Por exemplo. fornos de pizza e fogões a lenha em alguma área reservada de suas casas. os países menos desenvolvidos precisam ter acesso e estarem capacitados para utilizar as tecnologias dos países mais desenvolvidos. hoje é muito comum a construção de churrasqueiras. percebemos que uma das principais vantagens de tal sistema de refrigeração reside no fato de utilizar recursos simples de refrigeração passiva para atingir baixas temperaturas. tais como as físicas. Tal artefato não requer habilidades especiais para a sua operação e. mostra-se bastante adequado para aplicações em áreas rurais. inclusive em material pré-moldado que melhor atenda aos gostos das pessoas. princípios e práticas entre todos os países. Além disso. 4. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO E A SUSTENTABILIDADE Mihelcic et al (2007) citando o Programa Ambiental das Nações Unidas. Educacionalmente. a sustentabilidade demanda uma parceria global. Com o acesso à eletricidade. gás natural. Um exemplo da importância da incorporação dos saberes populares para a civilização e para o desenvolvimento da ciência e da tecnologia é o armazenamento dos produtos agrícolas após a colheita. acelerando os processos metabólicos dos vegetais. os sistemas de refrigeração comercial e de ar condicionado podem ser usados em qualquer ambiente. que necessita. de uma grande quantidade de energia. Neste sentido.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO população nessa área. Conforme Sánchez-Mata et al (2003) apud Basediya et al (2011). e altos custos além do longo período de instalação. . a conservação destes alimentos requer um controle dos índices de temperatura e umidade que relacionase aos processos bioquímicos e fisiológicos. Por outro lado. Estudos realizados na Índia relatam que a maioria dos frutos e vegetais são mantidos em abrigos temporários de madeira e bambu perto dos locais de produção e captação. Odesola e Onyebuchi (2009) referem-se à vasta gama de aplicações que estas tecnologias possibilitam. o conhecimento dos povos indígenas que habitam nações em desenvolvimento pode contribuir significativamente para este diálogo na busca do desenvolvimento sustentável. tais como a respiração e a emissão de calor. Em locais quentes. fornecimento de eletricidade. resultando no aumento de sua vida útil. são armazenados em fossas ou quartos secos. independentemente da temperatura e umidade relativa. Ao serem mantidos a baixas temperaturas e alta umidade. têm reduzidas suas taxas microbianas. tornando inacessível esse tipo de refrigeração às populações indianas e nigerianas. segundo Basediya et al (2011). com ventilação adequada durante cerca de alguns dias sem maiores danos e vendidos semanalmente. os métodos modernos de armazenamento de alimentos se baseiam no controle da refrigeração do ambiente através da refrigeração mecânica. e querosene. 2000 apud ODESOLA e ONYEBUCHI. pode ser uma alternativa na redução de custos de armazenamento. Atualmente. Em 1920. 2011). Este tipo de resfriamento é considerado ambientalmente correto. A temperatura cai consideravelmente e a . segundo o Livro de Dados de Energia em Edifícios (MIHELCIC et al. Na índia. o resfriamento evaporativo deve ser considerado uma alternativa viável para o armazenamento de alimentos ( BABARINSA. BASEDIYA et al. 2007). tóxicos e na ausência de rede elétrica.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO Porém. que foram amplamente explorados no início de 1900. a partir de algumas modificações. pois não necessita de gás ozônio como os sistemas mecânicos. e as condições ambientais são favoráveis. 2009. o maior desafio. assim como em locais nos quais as fontes de energia são inexistentes ou caras. dióxido de enxofre. a produção do freon e outros gases contendo CFC fortaleceu o uso de refrigeradores mecânicos até a descoberta do seu impacto sobre o ozônio estratosférico em 1980. O sistema de refrigeração passou a inovar a tradicional tecnologia de resfriamento por evaporação nos países emergentes. o fato destes sistemas utilizarem gases refrigerantes tem cada vez mais gerado estudos sobre suas toxicidades. nos quais é bem conhecido. A refrigeração mecânica do ar utiliza anualmente cerca de 18% dos 39 quatrilhões de BTU’s de energia em edifícios dos EUA e mais de 26 bilhões de litros de gasolina são usados para fornecer ar condicionado para veículos automóveis do mesmo país. o HCFC. de modo a proporcionar a subsistência dos agricultores. sendo mais acessíveis às comunidades rurais (IDAH et al. é o alto consumo de energia através da refrigeração mecânica. no entanto. RESFRIAMENTO EVAPORATIVO E CONHECIMENTOS POPULARES O refrigerador evaporativo. e cloreto de metileno. destacam-se a amônia. 5. Dentre os vilões. além de ter baixos custos. que ocasionou o abandono progressivo do CFC e de seu substituto. que viola o princípio do desenvolvimento sustentável. sem o uso de produtos químicos. 2010). NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO umidade aumenta o necessário para o armazenamento a curto prazo de produtos perecíveis (JHA e ALEKSHA. Desenvolvido na Nigéria rural por Mohammend Bah Abba. Odesola e Onyebuchi (2009) relatam que a redução da temperatura retarda a deterioração dos alimentos. pot in pot. A evaporação não só reduz a temperatura do ar em torno da . o sistema em pequena escala. constituído por uma tigela de argila queimada com cerca de 65 centímetros de altura e uma espessura de 8 milímetros. 2011). um pote menor foi colocado. e tampado o sistema.refrigerador pot-in-pot (Figura 1). 2006 apud BASEDIYA et al. Dentro desta. o que intensifica a eficiência do resfriamento (MIHELCIC et al. Figura 1: Diagrama da Geladeira do Deserto. deixando um espaço de aproximadamente 7 centímetros entre eles. que funciona com uma panela de barro menor dentro de uma maior . que foi preenchido com areia do leito do rio mantida úmida através da rega com freqüência. 2007). Idah et al (2010) descrevem o sistema desenvolvido pelo Instituto Nigeriano de Pesquisas de Produtos como um sistema de resfriamento passivo. por evaporação.têm o espaço entre elas preenchido com areia molhada. Como resultado dos testes. 1985 apud ODESOLA e ONYEBUCHI. na qual um pote de armazenamento é colocado em uma tigela de barro contendo água. Uma adaptação desse desenho é o cooler Janata. 2007 apud BASEDIYA et al 2011). os vegetais possuem vida útil de 3 semanas. 2003 apud ODESOLA e ONYEBUCHI. Shanmugam et al (2004) notaram que nessas condições. sendo capazes de manter a temperatura entre 10ºC e 15ºC abaixo da temperatura ambiente. os mantidos a céu aberto. sendo aplicado a áreas rurais. enquanto que. O resfriamento do dispositivo resulta na alta umidade relativa do ar dentro da câmara. desenvolvido pelo “Food and Nutrition Board” da Índia (ROY.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO produção. mas aumenta o teor de umidade que evita o ressecamento do produto. houve produção e comercialização das panelas (LONGMONE.1 Princípios da refrigeração evaporativa Basicamente trata-se de um sistema de condicionamento de ar que opera com processos induzidos de transferência de calor e massa. afirmam que o princípio básico desta aplicação térmica baseia-se na evaporação de água e na conseqüente extração do calor latente de . No Sudão. O pote é então coberto com um pano úmido que está mergulhado no reservatório de água. a partir da evaporação em relação ao ar ambiente. A água é drenada pelo pano e evapora. As câmaras frias utilizam o princípio do resfriamento por evaporação. a Associação das Mulheres da Indústria do barro têm experimentado o projeto de armazenamento de Maomé Abbah a fim de descobrir a eficácia e viabilidade econômica do armazenamento em “Zeer” na conservação dos alimentos. “Zeer” é o nome árabe para os vasos utilizados. 2009). para isolar o pote no chão. A taça é colocada sobre a areia molhada. onde a água e o ar são fluidos para trabalho (CAMARGO. Mihelcic et al. e umidade de 90% dependendo da estação. 5. se deterioram em uma semana. (2007). mantendo a panela de armazenamento fria. 2009). A principal vantagem desse sistema é a preservação por refrigeração sem eletricidade. a diminuição da espessura do vaso duplo e da camada de areia. a desvantagem seria a redução da água . sofre aumento de umidade e redução de temperatura. Uma análise do sistema refrigerador pot in pot comprova que a tecnologia pode ser aperfeiçoada ou transferida para outras aplicações. onde o calor é trocado e faz a água evaporar. ao passar sobre uma superfície molhada. ODESOLA e ONYEBUCHI. A transferência de calor através do conteúdo do vaso para a superfície exterior acontece de modo mais eficiente. segundo Mihelcic et al. Quando a água evapora. O ar seco. com uma pequena diferença de temperatura. (2007). mais rápida será a refrigeração. 2009). O mesmo método do resfriamento evaporativo é utilizando pelas plantas e animais para abaixarem suas temperaturas. O resfriamento evaporativo acontece quando a temperatura da superfície do vaso é maior que a temperatura do ponto de orvalho do ar ambiente.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO vaporização da superfície em que a evaporação ocorre. deve-se aumentar a superfície de água. Quanto menores as taxas de umidade do ar. retira energia do seu entorno. Para evaporar. a superfície da panela começa a esfriar. Para aumentar as taxas de evaporação. A evaporação será mais rápida. (BASEDIYA et al. O resfriamento é proporcionado pela troca de calor por evaporação que tira proveito dos princípios do calor latente de evaporação. Assim. Por outro lado. Por essa razão os potes de cerâmica porosos são cobertos por um tecido úmido. o que requer uma condutividade térmica elevada para o reservatório. 2011. A eficiência de um refrigerador evaporativo depende das condições de umidade e temperatura do meio em que está inserido. quando o vaso de barro estiver a uma temperatura elevada. a água extrai energia (calor) do seu meio e ocasiona diminuição da temperatura. maior a capacidade da água evaporar. Neste caso. aumentando a umidade do ar e reduzindo sua temperatura. Assim. provavelmente melhora a condutividade térmica do sistema. quanto menor a espessura. do ar manter o vapor e do recipiente resfriar. pois quando o ar quente e seco entra em contato com o material ocorre a evaporação da água. K. B. SAMUEL. Effects of Storage Period on Some Nutritional Properties of Orange and Tomato. Por outro lado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BASEDIYA. a água é mantida no ar em forma de vapor. Outro fator relevante está ligado a influência dos ventos próximos ao refrigerador.1.. isso também aumentaria o transporte de calor para a superfície por convecção. a taxa de evaporação permanece constante. O efeito líquido do aumento da circulação do ar favoreceria o resfriamento evaporativo sobre o aquecimento convectivo devido ao grande calor latente de vaporização da água em comparação com a capacidade térmica específica do ar. J.a review. M. mais estímulo existe para o processo de evaporação e o ar será capaz de manter uma maior quantidade de vapor. No entanto. n. J. 181-185. 2011. J Food Sci Technol.1... tendendo a aumentar sua umidade. Se esse ar úmido continuar em vigor.T. Isso implicaria no fato de haver necessidade de acrescentar água com maior frequência para que o sistema continue funcionando. O aumento da circulação do ar ao redor da panela favoreceria o aumento do transporte da umidade para longe da superfície. O fluxo de calor latente é normalmente de 2 a 5 vezes maior que o fluxo de calor sensível para superfícies úmidas. RAMASWAMI.. v. têm maiores taxas de evaporação e consequentemente. n. Evaporative cooling system for storage of fruits and vegetables . 6. A. J. L. R. V. MIHELCIC. 1.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO armazenada. A evaporação ocorre quando a água absorve energia suficiente para mudar do estado líquido para o gasoso. v. AU J. Quanto maior a temperatura do ar. a taxa de evaporação começará a diminuir com o aumento da umidade. maior potencial de refrigeração (BASEDIYA et al. Science and Technology. . ZIMMERMAN.. A. Ao evaporar na superfície do material. IDAH. A. 2011). portanto. p. Regiões de temperaturas altas. 3. Integrating Developed and Developing World Knowledge into Global Discussions and Strategies for Sustainability.. p. P. 1-14.13. MUSA. D. ABDULLAHI. J. podendo inclusive aumentar. 2010. BEERA. V. se esse ar úmido for soprado pelos ventos e substituído por um ar mais seco. F. on Water Resources & Arid Environment. RAVINDRAN.41.us/PJST. International Conf. G. S. 3415-3521. Acesso em 11 maio 2011. 2009.10. v. CRONOGRAMA DE APLICAÇÃO 2011 Atividades Leitura e síntese de artigos científicos Produção de uma artigo Revisão Bibliográfica Definição das características técnicas da geladeira Definição dos parâmetros físico a serem medidos Elaboração do sistema de aquisição de dados automatizado Montagem experimental das geladeiras Monitoramento e coleta de dados Análise dos dados Redação de artigos 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 2012 3 4 5 6 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x . 2007. O. p. v.The Pacific Journal of Science and Technology. 7.NÚCLEO DE APOIO À PESQUISA E EXTENSÃO Environmental Science & technology. Disponível em: <http://www. ODESOLA. SHANMUGAM. n. 935-941.10. S. G..htm>.2. Review on the Uses of Appropriate Techniques for Arid Environment. I.akamaiuniversity. ONYEBUCHI.. 2004. A Review of Porous Evaporative Cooling for the Preservation of Fruits and Vegetables. n.. p. JAWAHAR.