Comportamento térmico e termomecânico de fundações por estacas trocadoras de calor em solos não saturados em região de clima subtropical

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Morais, Thaise da Silva Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: clima tropical e subtropical; climate and ground monitoring; comportamento de fundações por estacas; energia geotérmica superficial; estacas trocadoras de calor; ground and pile instrumentation; heat exchanger piles; instrumentação de estacas e do subsolo; lateritic soil; monitoramento das condições climáticas e de subsolo; pile foundation behavior; shallow geothermal energy; solo laterítico; solo não saturado; tropical and subtropical climate; unsaturated soil
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-06092022-112023/

A utilização de fontes alternativas de energia renovável tem se tornado corriqueira nos projetos de edificações. Entre estas fontes, destacam-se os sistemas de geotermia superficial, que permitem a troca de energia térmica com a camada superficial terrestre para a climatização de edifícios, via sistemas de bombas de calor geotérmicas (sistemas Ground Source heat Pumps - GSHP). Esta tecnologia tem sido utilizada em diversos países, e a experiência internacional tem demonstrado que este tipo de sistema tem sido eficiente e bem sucedido para aquecimento/resfriamento dos ambientes, e também na redução do consumo energético das edificações. Estes sistemas permitem a troca térmica entre o edifício e o subsolo, podendo ser acoplados às fundações profundas, conhecidas como fundações por estacas trocadoras de calor ou Energy Piles, proporcionando redução nos custos operacionais das edificações em longo prazo. Portanto, diante da necessidade de reduzir consumo de energia elétrica com ar condicionados nas edificações brasileiras, a presente tese foi proposta com a finalidade de estudar experimentalmente o comportamento térmico e termomecânico de fundações por estacas trocadoras de calor executadas em perfil de solo tropical não saturado, encontrado em várias regiões do Brasil. O objetivo da pesquisa foi avaliar o desempenho e a aplicação desta tecnologia nas condições de clima e subsolo do Brasil, e o efeito de seu uso no comportamento da fundação. Os resultados experimentais mostraram que devido às características climáticas do local avaliado, da consequente variação do grau de saturação do subsolo e flutuação do lençol freático, a eficiência na troca de calor com o solo varia sazonalmente. Além disso, uma série de experimentos nas fundações submetidas a cargas térmicas e mecânicas simultaneamente indicaram que o comportamento mecânico da fundação não foi prejudicado durante as simulações da utilização de sistemas de energia geotérmica superficial realizadas nesta pesquisa.