Os poços canadenses, também chamados de provençais devido ao seu uso na região da Provença, na França, são sistemas simples de climatização geotérmica que economizam energia. Consistem em redes de tubulações instaladas no subsolo externo das casas, conectadas ao edifício, que funcionam pelo princípio de inércia térmica para ajustar a temperatura do ar no interior.
Este sistema não consome eletricidade, o que torna a climatização da casa mais econômica após a instalação. É uma tecnologia natural de baixo custo, ecológica, eficiente e sustentável.
Instalação de um sistema de poço canadense para eficiência em energia
Esses sistemas são mais eficazes no inverno em certas regiões e no verão em outras. A seguir, explicamos a diferença.
Seu funcionamento é simples: no verão, o ar dentro das tubulações enterradas está mais frio do que o ar da casa, enquanto no inverno, ele é mais quente. Assim, ocorre uma troca de calor que permite refrescar no verão e aquecer no inverno, sem consumir eletricidade.
É mais eficiente e econômico instalar o poço canadense durante a construção do prédio, pois uma instalação posterior pode ser mais cara. Esse método reduz significativamente o consumo de energia e é uma estratégia bioclimática muito útil para melhorar a eficiência energética das edificações.
Inércia térmica e economia de energia
A inércia térmica é a capacidade de um material de reter calor e a rapidez com que o libera ou absorve. Na construção, ela permite manter a temperatura interior estável ao longo do dia. Durante o dia, as paredes absorvem calor e, à noite, liberam-no; no verão, o calor do ambiente é absorvido por meio de um sistema de ventilação, e à noite o ambiente se resfria.
No caso dos poços canadenses, seu funcionamento depende da diferença de temperatura entre a superfície e o subsolo, que se mantém constante a cerca de dois metros de profundidade, entre 18ºC e 24ºC, embora isso possa variar conforme o clima e a localização geográfica. A 15 metros de profundidade, a temperatura se mantém estável ao longo do ano.
Um poço canadense consiste em uma série de tubos colocados a certa profundidade, que funcionam como trocadores de calor e percorrem vários metros sob a terra. Dentro dessas tubulações, circula ar que troca calor com o solo ao redor.
Funcionamento no inverno
Durante o inverno, o ar externo é mais frio. A dois metros de profundidade, a temperatura é mais alta que na superfície, então o ar frio se aquece ao passar pelas tubulações enterradas e chega mais quente ao interior, ajudando a reduzir o uso de energia para aquecimento ou até evitando-o.
Funcionamento no verão
No verão, o ar é mais quente que o subsolo, o que permite que o ar ceda calor ao passar pelas tubulações subterrâneas e chegue à casa mais fresco, criando um ambiente confortável e agradável.
Comportamento térmico do subsolo
O subsolo, por sua grande massa, mantém uma estabilidade térmica maior que a da atmosfera ao longo do ano, evitando picos extremos de frio e calor. Assim, no verão, o subsolo mantém-se em temperaturas frescas e, no inverno, a temperaturas mais quentes.
Essa estabilidade, no entanto, não é uniforme e melhora à medida que a profundidade aumenta. A cerca de 10-15 metros de profundidade, a temperatura permanece constante ao longo do ano. A cerca de 2 metros, já se encontram valores térmicos funcionais, entre 18ºC e 24ºC, ideais para o conforto nas residências.
Outra propriedade térmica do subsolo é seu descompasso em relação à temperatura do ar externo, pois retém o calor do verão ou o frio do inverno durante meses, criando um efeito de grande armazenamento térmico que os poços canadenses ou provençais aproveitam.
Partes de um sistema de poço canadense
Os sistemas de poços provençais ou canadenses incluem as seguintes partes:
Ponto de captação de ar
É o ponto onde o sistema capta o ar externo, e deve estar elevado (entre 1m e 1,5m) para evitar a captação de ar contaminado. Além disso, são escolhidas áreas onde o ar esteja em movimento, evitando depressões onde o ar se acumula.
Essas medidas são tomadas para evitar, especialmente, a captação de gás radônio, um gás radioativo natural presente na crosta terrestre, mais intenso em áreas vulcânicas e graníticas. Em altas concentrações, esse gás é prejudicial e, por ser mais pesado que o ar, tende a se acumular em depressões. A correta localização do captador de ar externo, junto com um sistema estanque, previne a contaminação por radônio nos poços canadenses.
A entrada deve também contar com uma grade que impeça o acesso de insetos, roedores ou qualquer animal que possa fazer ninho, sujar ou contaminar o sistema.
Filtros
São essenciais para purificar o ar e evitar que poeira e sujeira entrem nos dutos.
Trocador de calor
É o componente que transfere o calor do solo para o ar, e consiste nas tubulações enterradas. O comprimento e o diâmetro dessas tubulações dependem de fatores como profundidade e natureza do solo, potência de extração do ar e necessidades térmicas.
A composição do solo e sua capacidade de transferir calor são essenciais, pois solos arenosos secos transmitem menos calor do que os argilosos, enquanto solos úmidos são melhores transmissores devido à capacidade da umidade de facilitar a transferência de calor.
Quanto maior o comprimento do tubo, mais trocas térmicas ar-solo ocorrem. Os valores recomendados de comprimento variam entre 10 e 100 metros, e o diâmetro entre 20 e 40 cm.
A tubulação deve ser impermeável, estanque, lisa e resistente à pressão do terreno. Além disso, deve ter boa condutividade térmica para permitir a troca de calor entre o solo e o ar dentro do tubo.
As tubulações são colocadas com uma leve inclinação para evitar o acúmulo de água por condensação, que é drenada em um ponto específico para evitar problemas de umidade ou proliferação de fungos e bactérias.
Ponto de drenagem
É onde o sistema elimina a água condensada, que é direcionada a este ponto pela inclinação das tubulações.
Elemento de circulação de ar
O ar precisa de um elemento que o impulsione e o faça circular pelas tubulações. Este pode ser ativo (mecânico) ou passivo (chaminé solar).
Como sistema ativo, pode ser utilizado um ventilador ou extrator que mova o ar pelas tubulações. Como opção passiva, a chaminé solar doméstica aquece o ar em seu interior, fazendo-o subir e criando uma corrente em direção ao poço canadense no verão. No entanto, seu uso no inverno não seria tão conveniente. Ambos os sistemas podem ser combinados para uma maior economia de energia.
O ar climatizado pode ser conectado ao sistema de ventilação da residência e é compatível com sistemas de fluxo duplo e recuperador de calor.
Vantagens dos poços canadenses
Esses sistemas ecológicos e naturais apresentam várias vantagens:
- Menor investimento: São mais econômicos que os sistemas de climatização convencionais e, se instalados durante a construção, os custos são ainda menores.
- Funcionamento de baixo consumo: Requerem energia apenas para o extrator de ar, quando necessário.
- Baixa manutenção: As principais tarefas são limpar as tubulações, trocar os filtros e drenar o reservatório de condensado ocasionalmente.
- Sistema natural e ecológico: Usa recursos locais e naturais, eliminando o impacto ambiental do transporte de equipamentos de climatização e consumo de combustíveis para obter o mesmo efeito.
- Saudável para os habitantes: Mantém boa ventilação e níveis saudáveis de umidade, diferentemente de outros sistemas que secam excessivamente o ar.
Desempenho no verão e no inverno com economia de energia
Os poços canadenses são muito eficientes para resfriar no verão e podem substituir sistemas de ar-condicionado, economizando energia. No inverno, dependendo da latitude, podem ser insuficientes para aquecer o prédio, mas proporcionam um importante pré-aquecimento do ar, reduzindo o consumo de energia para aquecimento convencional. Em regiões tropicais de altitude, esse sistema oferece conforto durante as noites frias e os dias quentes. Em regiões polares, permite manter prédios desocupados livres de congelamento no inverno.