Eficiência energética no fogão a lenha

Equipamento criado por inventor catarinense aquece chuveiro em regiões serranas usando o calor que seria desperdiçado na chaminé. Próximo passo será “fogão-foguete” que reduz queima de lenha em 40%. 

Um sistema inovador de aquecimento de água desenvolvido em Santa Catarina aumenta a eficiência energética dos fogões a lenha, presentes na maioria das residências das regiões serranas, onde o inverno é rigoroso. Barato, de fácil instalação e ambientalmente sustentável, o recuperador de calor está sendo testado em um projeto-piloto com 200 famílias de áreas rurais em 34 municípios, numa parceria entre Centrais Elétricas de Santa Catarina (Celesc), Secretaria de Agricultura do Estado e Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural (Epagri). Os resultados preliminares superam as expectativas, com aumento do conforto, alívio no orçamento doméstico e potencial para reduzir a demanda de energia nos horários de pico. Criado pelo eletricista aposentado José Alcino Alano, o equipamento aproveita o calor que seria desperdiçado pela chaminé, sem aumentar o consumo de lenha.

“Tomar banho e lavar louça, pra nós, era um tormento”, conta Vera Lúcia Damas Claudiano, líder na comunidade quilombola de Rincão do Tigre, no município de São Joaquim – a 230 km da capital –, onde as temperaturas negativas no inverno fazem parte do cotidiano. A família de Vera foi uma das selecionadas para o teste, por atender ao critério de baixa renda e pela influência dela como multiplicadora para os vizinhos. “Antes, tínhamos que deixar a torneira aberta de noite para a água não congelar no cano”, conta a agricultora, enquanto acende o fogão para preparar o mate. “Agora temos água quente à vontade, dispensamos o chuveiro elétrico e a conta de luz caiu quase pela metade”.
A Celesc estima que a instalação do recuperador de calor nas 198 mil residências onde se usa fogão a lenha em Santa Catarina resultaria em uma economia anual de 193,6 mil MWh de eletricidade. Suficiente para abastecer uma cidade do tamanho de Florianópolis (421 mil habitantes) por três anos, ou toda a área de concessão da companhia, com 6,2 milhões de habitantes, por dois meses. O cálculo, feito segundo o Manual de Eficiência Energética da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), tomou como premissas a redução de 100% no uso de um chuveiro elétrico de 5.400W de potência, com um tempo médio de oito minutos de banho por pessoa. Não foi considerada a redução no uso de torneira elétrica. Se incluídas as residências rurais com fogão a lenha em regiões serranas do Rio Grande do Sul, Paraná e São Paulo, a economia total seria ainda mais expressiva.
A instalação do equipamento se dá no âmbito do projeto Banho de Energia, uma das ações de Responsabilidade Social Empresarial (RSE) da companhia catarinense de eletricidade. “A Celesc não faz filantropia”, esclarece a assessora de RSE, Viviani Bleyer Remor. “Estamos levando conforto e qualidade de vida para os agricultores; ao mesmo tempo, consolidamos a marca da empresa junto a essa população e reduzimos a inadimplência”. Outra vantagem é a redução do consumo no horário de ponta – das 17h30 às 20h30 nos dias úteis, quando o sistema nacional de geração, transmissão e distribuição é sobrecarregado pelo aumento no número de equipamentos ligados à rede elétrica. No segundo semestre de 2013, haverá uma avaliação dos resultados nas 200 unidades instaladas e a empresa pretende ampliar o projeto.
José Alcino Alano, 61 anos, não se considera um inventor, mas o fato é que já saíram de sua prancheta diversas tecnologias sociais, como um leito hospitalar multifuncional de baixo custo para pessoas com paraplegia e tetraplegia, entre outras. Acompanhado da mulher, dona Lizete, ele passa parte do tempo viajando por Santa Catarina para supervisionar a instalação do aquecedor, cujo pedido de patente foi depositado em 2010 junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). Desde 2006 o aposentado é parceiro da Celesc na difusão de um aquecedor solar feito com garrafas PET e caixas de leite.


Esse projeto de RSE – Energia do Futuro – levou à criação de uma cooperativa de trabalho no Morro da Queimada, comunidade de baixa renda na capital catarinense, e está sendo replicado na Costa do Marfim. Alano atua como voluntário. Ele explica que o grande diferencial do seu recuperador de calor em comparação com a tradicional serpentina de água é não retirar calor da câmara de combustão do fogão, e sim da chaminé, onde seria desperdiçado: “Assim o consumo de lenha permanece o mesmo”.
A pedido do Valor, o projeto foi avaliado pelo engenheiro Edson Bazzo, do Laboratório de Combustão e Energia de Sistemas Térmicos (LabCET), vinculado ao Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). “Os direcionadores de gases, de fato, representam uma inovação com perspectiva de patente”, afirma. Para o especialista, o maior mérito do trabalho está no resgate de uma tecnologia consolidada de domínio público, que funciona pelo princípio de termossifão (veja box), para reaplicação em propriedades rurais e nas cidades onde ainda são utilizados fogões a lenha: “A medida é evidentemente vantajosa, pois substitui total ou parcialmente a eletricidade consumida em chuveiros, com baixo ou nenhum impacto ambiental”, diz. “Indiretamente, está-se economizando combustíveis fósseis na geração de eletricidade. O único impacto ambiental estaria associado à fabricação, transporte e instalação do sistema, o que é insignificante a meu ver. É uma bela iniciativa”. Bazzo lembra que o dióxido de carbono (CO2) gerado pela queima da lenha é neutro, pois se supõe que ele vai ser absorvido pelo crescimento de novas árvores.

Detalhe. Fonte: pedido de patente ao INPI

Um elemento importante para a difusão da nova tecnologia tem sido a parceria com a Epagri, empresa pública com mais de 50 anos de fomento à agricultura familiar, modelo de 90% das propriedades agrícolas em Santa Catarina. “Temos contato próximo com as comissões de desenvolvimento municipal, que nos ajudam a identificar as famílias para o projeto-piloto”, diz o gerente estadual de Extensão Rural e Pesqueira, José Cezar Pereira. Oitenta por cento do custo total do equipamento, de cerca de R$ 1,8 mil, são subsidiados pela Celesc. Os agricultores pagam somente R$ 380, em cinco parcelas anuais financiadas pelo Fundo de Desenvolvimento Rural (FDR). Graças ao subsídio e à facilidade de crédito, o dispositivo está sendo adotado por famílias como a de Orildo Giroto, oriundo do Movimento dos Trabalhadores Sem-Terra (MST), que vive no Assentamento Primeiro de Maio, em Curitibanos, a 300 km da capital. “Agora fica mais rápido pra fazer a polenta”, diz dona Luci, pegando água aquecida da torneira.
O recuperador de calor, com vida útil estimada em 20 anos, já teve cinco protótipos construídos e continua sendo aperfeiçoado. Alano não para de elaborar novas ideias: “Estou desenvolvendo um novo modelo de fogão a lenha baseado numa tecnologia existente há vários anos, o ‘fogão foguete’, que, pela queima perfeita dos gases, reduz em 40% o consumo de lenha e produz pouca fuligem, diminuindo os impactos ambientais”. Ele atribui a motivação para criar à sua origem humilde, na qual fazia parte da rotina a busca de soluções para a sobrevivência a partir de conhecimentos em diversas áreas. “Outra motivação é ter contato com realidades que clamam por ajuda imediata e saber que os meus problemas são infinitamente menores que os do meu próximo”.

Como funciona

O sistema. Fonte: pedido de patente ao INPI

O recuperador de calor funciona por convecção térmica (termossifão), processo de transmissão de calor em que a energia térmica se propaga através do transporte de matéria, por causa da diferença de densidade e da ação da gravidade. Quando a água fria é aquecida em contato com a chaminé, fica menos densa, isto é, ocupa o mesmo espaço com peso inferior. Assim, sobe até o boiler, um reservatório que conserva a água quente até sua utilização.
O calor na chaminé dificilmente ultrapassa os 200°C, contra 500°C em média atingidos na câmara de combustão do fogão a lenha. Embora a rapidez e o volume da água aquecida sejam inferiores ao sistema tradicional por serpentina, são suficientes para atender as necessidades domésticas sem o uso de tubulação especial, o que barateia o sistema. Como não há serpentina com água circulando dentro da câmara, o consumo de lenha permanece o mesmo.
Uma versão condensada desta reportagem foi publicada originalmente no Valor Econômico, em 23/01/2013, com o título Fogão a lenha aquece água do chuveiro