Desenvolvimento e avaliação de painéis evaporativos constituídos a partir de bucha vegetal (Luffacylindrica), fibras de coco (Cocos nucifera) e fibras de sisal (Agave sisalana)

Neiton Silva Machado; Matheus Francelino de Amorim dos Santos; João Victor  Martins Bamberg; Julio Cesar  Ferreira Melo Junior; Cristina Akemi  Mogami

doi:10.31416/rsdv.v12i1.684

Autores/as

Neiton Silva Machado Universidade Federal do Vale do São Francisco - Campus de Ciências Agrárias - Curso de Engenharia Agronômica
Matheus Francelino de Amorim dos Santos Universidade Federal do Vale do São Francisco - Campus Ciências Agrárias - Colegiado de Engenharia Agronômica
João Victor Martins Bamberg Universidade Federal do Vale do São Francisco - Campus Ciências Agrárias - Colegiado de Engenharia Agronômica
Julio Cesar Ferreira Melo Junior Universidade Federal do Vale do São Francisco - Campus Ciências Agrárias - Colegiado de Engenharia Agronômica
Cristina Akemi Mogami Instituto Federal do Sertão Pernambucano - IFSertão - Campus Petrolina Zona Rural

DOI:

https://doi.org/10.31416/rsdv.v12i1.684

Palabras clave:

ambiência, túnel de vento, material alternativo

Resumen

El sector agroindustrial brasileño viene implementando constantes innovaciones en instalaciones y equipamientos, entre los que se encuentran los asociados a los sistemas de enfriamiento evaporativo (SRE). Es inviable el uso de galpones agroindustriales o túneles de viento convencionales para la investigación en el desarrollo de placas evaporativas elaboradas con materiales alternativos disponibles en diferentes regiones del país. Sin embargo, con ideas innovadoras, como el túnel de viento reducido, es posible realizar este tipo de estudios a bajo costo en una universidad pública. En este contexto, el objetivo de este trabajo fue: 1) construir placas evaporativas a partir de fibras vegetales naturales, a bajo costo; 2) evaluar la eficiencia de enfriamiento de las placas en el túnel de viento reducido disponible en el Laboratorio de Construcciones Rurales y Ambiente del Campus de Ciencias Agrícolas de la Universidad Federal del Vale do São Francisco en Petrolina, PE. Se recogieron datos de temperatura, humedad relativa y velocidad del aire exterior, cerca de los paneles evaporativos, y dentro del ducto reducido del túnel de viento para tres flujos de aire diferentes, y tres espesores de placa evaporativa compuesta por lufa vegetal, coco y fibra de sisal. Los tableros fabricados con fibras de lufa vegetal mostraron valores de eficiencia de enfriamiento superiores en comparación con los demás. Los buenos resultados de eficiencia de enfriamiento, superior al 90% en algunas configuraciones, asociado a la disponibilidad de materiales en regiones tropicales a bajo costo de adquisición, hace que los tableros fabricados con fibras vegetales naturales sean promisorios para su uso en sistemas de enfriamiento evaporativo comerciales.

Citas

ALI, A.; AL-HAIDARY, A. A.; ALSHAIKH M. A. The effect of evaporative cooling in alleviating seasonal differences in milk production of Almarai dairy farms in the Kingdom of Saudi Arabia. Journal of Animal. v 12. n 4, p. 590-596, 1999.

ALJMAL, K. Greenhouse cooling in hot countries. Energy. v 19. n 11, p. 1187-1192, 1994.

ALODAN, M. A.; AL-FARAJ, A. A. Design and evaluation of galvanized metal sheets as evaporative cooling pads. Agricultural Science, Saudi Arabia, v. 18, n. 1, p. 9-18. Aug./Feb. 2005.

AL-SULAIMAN, F., 2002. Evaluation of the performance of local fibers in evaporative cooling. Energy Conversion and Management, Dhahran, Vol. 43, n.16, pp. 2267-2273.

ARAÚJO, S. D. O., 2006. “Análise do Desempenho Térmico de Fibras Vegetais em Sistemas de Resfriamento Evaporativo”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Pernambuco, Pernambuco. Curso de Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica.

ARBEL, A.; YEKUTIELI, O.; BARAK, M. Performance of a fog system for cooling green houses. Journal of Agricultural Engineering Research. v 72. n 2, p. 129-136, 1999.

ASHRAE - AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATION AND AIRCONDITIONING ENGINEERS. Evaporative air-cooling equipment. In: ASHRAE Equipment Handbook. Atlanta, 1983. part 1: Air-handling equipment, cap. 4, p. 1-10.

BARROS, R. R., 2005. Bancada experimental para teste de enchimentos usados em climatizadores evaporativos, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Pernambuco, Curso de Engenharia Mecânica.

BOTTCHER, R. W.; BAUGHMAN, G. R.; GATES, R. S. Characterizing efficiency of misting systems for poultry. Transactions of ASAE. v 34. n 2, p. 586-590, 1991.

CAMARGO, J. R., EBINUMA, C. D. AND SILVEIRA, J. L., 2005. Experimental performance of a direct evaporative cooler operating during summer in a Brazilian city. International Journal of Refrigeration, Vol. 28, pp.1124-1132.

CASTRO, W. P.; PIMENTA, J. M. D. Modelagem e simulação de painéis evaporativos diretos. Departamento de Engenharia Mecânica. In: 10° Brazilian Congress of Thermal Sciences and Engineering - ENCIT 2004, Universidade de Brasília, Brasil. p.9. 2004.

DAI, Y. J. AND SUMATHY, K., 2002. Theorical Study on a Cross-flow Direct Evaporative Cooler Using Honeycomb Paper as Packing Material. Applied Thermal Engineering, Vol. 22, pp.1417-1430.

FREITAS, E. F. Construção de uma bancada otimizada para estudo de painéis evaporativos e ensaios de painéis de fibras vegetais. Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade de Brasília, Brasília, 2007.

GATES, R. S.; USRY, J. L.; NIENABER, J. A. An optimal misting method for cooling livestock housing. Transactions of ASAE. v 34. n 5, p. 2199-2206. 1991.

HEIDARINEJAD. GH e BOZORGMEHR, M., 2007. Modeling of Indirect Evaporative Air Coolers. Building and Housing Research Centre, Iran and University of Tarbiat Modares. In: 2° PALENC Conference and 28th AIVC Conference on Building Low Energy Cooling and Advanced Ventilation Technologies in the 21st Century, Crete Island,Greece. p.5.

KULKARMI, R. K AND RAJPUT, S. P. S., 2010. Theoretical performance analysis of jute fiber rope bank as media in evaporative coolers. Indian Journal of Science and Technology, Vol.3, n.10.

LIAO, C.; CHIU, K. Wind tunnel modeling the system performance of alternative evaporative coolings pads in Taiwan region. Building and Environment. v 37. p. 177-187. 2002.

OLIVEIRA, R. S., 2011. Análise experimental e numérica da eficiência de resfriamento de painéis de fibras vegetais utilizados em sistemas de resfriamento evaporativo, Tese de Doutorado, UFPE, Curso Engenharia Mecânica.

OLIVEIRA, R.S.; HENRÍQUEZ, J.R.; PRIMO, A.R.M. Determinação da eficiência de fibras vegetais utilizados para sistemas de resfriamento evaporativo direto. In VII Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, 31 de julho a 03 de Agosto 2012a , São Luis – Maranhão

OLIVEIRA, R.S.; HENRÍQUEZ, J.R.; PRIMO, A.R.M. Eficiência de painéis de fibras vegetais utilizados para sistemas de resfriamento evaporativo direto: um estudo experimental. Rev. Tecnol. Fortaleza, v. 33, n. 1, p. 32-45, jun. 2012b.

RAWANGKUL, R. KHEDARI, J., HIRUNLABH, J. AND ZEGHMATI, B., 2008. Performance analysis of a new sustainable evaporative cooling pad made from coconut coir. International Journal of Sustainable Engineering. Vol. 1, n.2, pp.117-131.

ROSA, J. F. V. Avaliação de painéis porosos constituídos de argila expandida em sistemas de resfriamento adiabático evaporativo. 2009. 82 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa - MG, 2009.

ROSA, J. F.; TINÔCO, I. F. F.; FERNANDES, C. M.; ZOLNIER, S.; BUENO, M. M. Análise da eficiência de resfriamento de painéis porosos preenchidos com argila expandida em comparação aos de celulose usando túnel de vento. Engenharia na Agricultura, Viçosa - MG, v.19, n.6, p. 516-523, nov./dez. 2011.

RYAN, D. P.; BOLAND, M. P.; KOPEL, E. Evaluating two different evaporative cooling management systems for dairy cows in a hot, dry climate. Jornal of dairy science. v. 75, n. 4, p. 1052-1059, 1992.

SANTOS M. A. M. Análise técnica e econômica para utilização de insumos alternativos em um sistema de resfriamento evaporativo-adsortivo aplicado ao condicionamento de ar. 2005. 83 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de Taubaté, Taubaté, 2005.

SILVA, C. E. Comparação de painéis evaporativos de argila expandida e celulose para sistema de resfriamento adiabático evaporativo do ar em galpões avícolas com pressão negativa em modo túnel. 2002. Viçosa: UFV. 2002. 67 p. (Tese de mestrado).

SILVA, C. E., 2002. Comparação de painéis evaporativos de argila expandida e celulose para sistemas de resfriamento evaporativo adiabático do ar em galpões avícolas com pressão negativa em modo túnel, Tese de Doutorado, Universidade Federal de Viçosa, Curso de Engenharia Agrícola.

TINÔCO, I. F. F. Efeito de diferentes sistemas de acondicionamento de ambientes e níveis de energia metabolizável na dieta sobre o desempenho de matrizes de frangos de corte, em condições de verão e outono. 1996. Belo Horizonte: UFMG. 1996. 173 p. (Tese de doutorado).

TINÔCO, I. F. F.; FIGUEIREDO, J. L. A.; SANTOS, R. C.; PAULA, M. O.; PUGLLESI, N. L.; VIGODERIS. R, B. Avaliação de materiais alternativos utilizados na confecção de placas porosas para sistemas de resfriamento adiabático evaporativo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.6, n.1, p.147-150, 2002.

VIGODERIS RB, TINÔCO IFF, LACERDA FILHO AF, SILVA JN, GATES RS, PAULIDG, SILVA CE, GUIMARÃES MCC. Construção de túnel de vento reduzido, visando à avaliação de argila expandida em sistemas de resfriamento adiabático evaporativo para arrefecimento térmico em galpões de produção animal. Engenharia na Agricultura. 2007; 15(3):191-199.

VIGODERIS, R. B. Desenvolvimento de um protótipo para resfriamento adiabático evaporativo, em instalações climatizadas para animais, usando argila expandida. 2002. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa – MG, 2002.

WU, J. M., HUANG., X. e ZHANG, H., 2008. Numerical investigation on the heat and mass transfer in a direct evaporative cooler, Applied Thermal Engineering, Vol. 29, pp.195-201.