SUCCESS - Sustentabilidade de sistemas geotérmicos superficiais
Estudos aplicados a climas do sul da Europa
A gestão dos recursos energéticos e dos impactes ambientais derivados da sua utilização são temas centrais das sociedades desenvolvidas. Numa perspetiva de sustentabilidade a procura de fontes de energia renováveis tem sido promovida de forma crescente, em especial nas últimas décadas. A energia geotérmica é uma dessas fontes, tendo vindo a ser utilizada de forma crescente para climatização de edifícios e infraestruturas. Além das vantagens económicas e ambientais, a sua utilização prospetiva-se como um meio de mitigar os efeitos das alterações climáticas.
Mais informaçõesWorkshop sobre Sistemas geotérmicos superficiais. Aplicações e perspetivas
Decorreu no Campus da Universidade de Aveiro, 8 de maio de 2017
Programa
A utilização de energias renováveis está no topo da agenda política dos países desenvolvidos. O desenvolvimento mede-se também pela segurança energética. A energia geotérmica, e concretamente as aplicações geotérmicas superficiais para climatização de edifícios e infra-estruturas têm vindo a ser utilizadas de forma crescente. O recurso a sistemas que utilizam a superfície terrestre como reservatório térmico é já corrente em muitos países do norte e centro da Europa, onde se verificam também os desenvolvimentos mais significativos quer a nível técnico quer na investigação.
A sustentabilidade dos sistemas geotérmicos superficiais tem como aspecto central o clima. Os modelos e as previsões climatéricas para um determinado local ou região ao ditarem as necessidades de climatização de um determinado edifício condicionam um adequado dimensionamento destes sistemas. O mesmo se pode afirmar relativamente à caracterização térmica do terreno. A eficiência de um determinado sistema passará pela monitorização adequada do desempenho dos edifícios climatizados.
O estudo de sistemas geotérmicos superficiais engloba uma série de campos da ciência e da técnica. Este primeiro Workshop do Projecto Sucess aborda alguns dos principais e pretende dar a conhecer alguns dos estudos mais recentes em algumas áreas, assim como casos de aplicação e perspectivas.
Conferencistas convidados
Temas do workshop, cada um dos quais será objeto de uma palestra e aberto à submissão de posters.
Organização
Indicadores do projecto - Fevereiro 2017
Teses de Mestrado
Concluídas
Carla Sofia Gonçalves Neri (2016). Estudo do comportamento de solos sob influência de sistemas geotérmicos. Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil.
Adelino Joaquim Ribeiro Costa (2016). Sustentabilidade de sistemas geotérmicos superficiais: Estudos aplicados a climas do sul da europa. Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil.
André Ferreira Mota (2016). Contributo da energia geotérmica no desempenho térmico de um edifício. Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil. (orientação conjunta LNEC)
A Decorrer
J. Miguel Q. Cruz (2017). Apoio à modelação de geoestruturas termoactivas para avaliação da sua eficiência energética. IST, Universidade de Lisboa. (orientação conjunta IST , LNEC)
João Sequeira (2017). Modelação numérica da interacção térmica em estruturas termoactivas enterradas. IST, Universidade de Lisboa. (orientação conjunta LNEC)
Mariana Albuquerque Sousa (2017). Medição das propriedades térmicas de solos considerando o seu grau de saturação. IST, Universidade de Lisboa.
Kamar Aljundi (2017). LCA of geothermal systems, Universidade de Aveiro (orientação conjunta LNEC)
Comunicações e Artigos
João Figueira e Ana Vieira (2016). Métodos de Caracterização Térmica do Solo para Aproveitamentos Geotérmicos Superficiais. 15º Congresso nacional de Geotecnia, 19-23 de Junho 2016 Porto. (Anexo)
João R. Maranha, Carlos Pereira e Ana Vieira (2016). Strain-rate change effects in reconstituted London clay using a viscoplastic subloading model. European Journal of Environmental and Civil Engineering, November 2016 Published online: 28 Nov 2016
Abstracts de Conferências
Submetidos
Cardoso, R, Sousa, M.A e Vieira, A (2018). Suction effect on the thermal properties of compacted kaolin. UNSAT2018. Hong Kong.
Capítulos
João R. Maranha, Carlos Pereira e Ana Vieira (2017). Thermo‐viscoplastic subloading soil model for isotropic stress and strain conditions International Workshop: Advances in Laboratory Testing & Modelling of Soils and Shales 18-20 January 2017, Villars-sur-Ollon Suíça.
Disponível mais tarde
Disponível mais tarde
Enrique Edgar Romero Morales, Catalonian Politechnical University, Barcelona, Spain
Projeto financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, PTDC/ECM-GEO/0728/2014
Laboratório Nacional de Engenharia Civil
Av. do Brasil, 101
1700-066 LISBOA
PORTUGAL
218 443 331
A gestão dos recursos energéticos e dos impactes ambientais derivados da sua utilização são temas centrais das sociedades desenvolvidas. Numa perspetiva de sustentabilidade a procura de fontes de energia renováveis tem sido promovida de forma crescente, em especial nas últimas décadas. A energia geotérmica é uma dessas fontes, tendo vindo a ser utilizada de forma crescente para climatização de edifícios e infraestruturas. Além das vantagens económicas e ambientais, a sua utilização prospetiva-se como um meio de mitigar os efeitos das alterações climáticas.
Os sistemas geotérmicos superficiais, e particularmente os habitualmente designados de Ground Source Heat Pump Systems (GSHP) utilizam o solo como meio de armazenar ou extrair energia, por via de elementos nele introduzidos utilizando bombas de calor. No caso dos sistemas geotérmicos fechados por via de elementos estruturais, como estacas ou paredes moldadas, ou através dos designados BHE (Borehole Heat Exchangers).
A utilização destes sistemas tem experimentado um notável crescimento na Europa, em especial nos países do centro e do norte. O seu estudo e dimensionamento é interdisciplinar, integrando a caracterização térmica, mecânica e hidráulica do terreno de fundação e dos elementos de betão em contacto com o terreno, e a definição das condições atmosféricas no local de implantação e das ações térmicas no sistema em operação, estabelecidas com base nas necessidades energéticas do edifício ou instalação a climatizar. Estas últimas, por sua vez, são dependentes de uma série de aspetos relacionados com o edifício (exposição solar, condições de isolamento e ventilação, entre ouros). A integração de todos estes aspetos visa a otimização do sistema, minimizando os custos e os impactes no meio envolvente. Esta análise global é o tema central do Projeto Success que conta com 3 instituições nacionais: o Laboratório Nacional de Engenharia Civil, a Universidade de Aveiro e o Instituto Superior Técnico.
Este projeto pretende avaliar de forma integrada todas as componentes envolvidas no processo de climatização de um edifício localizado no campus da Universidade Aveiro dotado de um sistema de geotérmico superficial e reproduzir o seu comportamento global. O estudo a conduzir envolverá a caracterização do sistema primário (parte do sistema geotérmico em contacto com o solo), do sistema secundário (parte do sistema geotérmico instalado no edifício) e a modelação do seu comportamento em operação.
O edifício está dotado de sistema de gestão técnica centralizada estando assim disponíveis registos do funcionamento do sistema geotérmico e de consumos no edifício. Então também disponíveis registos de uma estação meteorológica local. A validação do modelo de simulação do edifício e a interacção com o sistema geotérmico), requer ainda a monitorização de alguns espaços do edifício e a identificação das principais cargas térmicas do mesmo. A análise integrada do edifício e do sistema geotérmico permitirá a posterior elaboração de estudos de otimização e de análises de sustentabilidade.
A reprodução do comportamento integrado do sistema exige o acesso a informação detalhada do sistema primário. Para avaliar as propriedades do terreno de fundação serão efetuados ensaios específicos. Além do estudo das propriedades térmicas dos solos serão conduzidos estudos termo-mecânicos com equipamento adequado. Para obter o registo da variação de temperaturas em volta do terreno proceder-se-à à monitorização em profundidade da distribuição de temperaturas em torno das geoestruturas termoactivas por via da execução de furos no terreno com instalação de sistemas de leitura adequados.
Porque a gestão da energia e as alterações climáticas são dos grandes problemas que enfrentam as sociedades do século XXI, estudos científicos relacionadas com o uso de energias renováveis e de meios de mitigar as mudanças no clima assumem grande importância. A equipa de investigação envolvida no projeto Success tem a convicção que o estudo que pretende desenvolver poderá ter importância estratégica no desenvolvimento e na melhoria dos padrões de vida nos países do Sul-Europa, e neste caso concreto de Portugal. O impacte socioeconómico do tema da utilização de sistemas geotérmicos superficiais para climatização é claramente evidente.
O projeto está organizado nos seguintes tópicos:
O projeto Success envolve uma equipa multidisciplinar do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (Coordenação), da Universidade de Aveiro e do Instituto Superior Técnico, com valências complementares nas áreas da geotecnia, construções civis e climatização de edifícios.
