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Estacas geotrmica em solo arenoso saturado: efeito da utilizao de grupos de estacas na dissipao de calor


Lusa Palheta Barrakat, Maria Eugenia Gimenez Boscov; ALMEIDA, Caique Roberto Almeida


Resumo:

A crescente demanda por novas fontes de energia renováveis tem motivado o uso de estacas geotérmicas como uma forma de se aproveitar as estruturas de fundações profundas de edificações para climatizar ambientes internos. A climatização por aquecimento com estacas geotérmicas é uma técnica amplamente empregada por países europeus, para diminuir gastos com sistemas de calefação durante o inverno. Em países de clima tropical, como o Brasil, esses sistemas podem ser utilizados para dissipar calor de ambientes internos de prédios em camadas superficiais de solo, reduzindo o elevado consumo de energia em sistemas de ar condicionado. As estacas geotérmicas são elementos de fundação usados para fornecer suporte estrutural e conforto térmico a diferentes tipos de construções. Uma vez que estacas geralmente são usadas em grupos, este trabalho apresenta um estudo da transferência de calor para grupos de estacas geotérmicas em maciços de solo homogêneo por meio de simulações numéricas com o software ANSYS FLUENT versão 20.1. Com base nos resultados e conclusões da dissertação de mestrado de Caique Roberto de Almeida, o modelo numérico foi calibrado para avaliar a influência de diferentes configurações geométricas de grupos de estacas geotérmicas no desempenho térmico do grupo. E o modelo validado foi utilizado para estudar a influência do número e posição das estacas termoativas na transferência de calor do sistema geotérmico. Os resultados numéricos obtidos na etapa de validação se mostraram suficientemente próximos dos resultados numéricos e experimentais anteriores, mostrando que o modelo desenvolvido é consistente. Os resultados do estudo do grupo de estacas indicaram que o raio de influência térmica não aumenta linearmente com o número de estacas termoativas e que, no limite, um grupo de estacas pode se comportar termicamente como uma única estaca, cujo diâmetro depende da posição e do número de estacas ativas. Este estudo mostrou a importância de simular a transferência de calor de grupos de estacas para a melhoria do projeto de fundações geotérmicas, uma vez que a ativação de todas as estacas pode diminuir o desempenho térmico do grupo.

Referência:
1. BARRAKAT, Luísa Palheta, BOSCOV, Maria Eugenia Gimenez; ALMEIDA, Caique Roberto. Estacas geotérmica em solo arenoso saturado: efeito da utilização de grupos de estacas na dissipação de calor. In: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA DA USPS – SIICUSP, 28., 2020, São Paulo. Anais... 84 p.




 
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