Engenharia
Eletrotécnica
Resumo
Em regiões com infraestrutura elétrica limitada ou inexistente, a escassez energética compromete o acesso a direitos básicos e impõe limites ao desenvolvimento humano. Diante desse cenário, busca-se compreender como projetar um sistema eficiente e de baixo custo que, ao armazenar a energia térmica em um meio sólido, possa convertê-la em eletricidade em locais isolados com materiais simples. A metodologia é de engenharia e baseia-se na experimentação prática com um reservatório térmico, modelado em 3D e impresso em PLA (ácido polilático), acoplado a um coletor de radiação solar responsável pelo aquecimento da água. A estrutura contém uma serpentina imersa em espiral na areia para maior superfície de contato térmico, e ao percorrer pelo circuito por convecção, a água aquecida transfere energia ao meio sólido por condução. Embora a areia tenha calor específico baixo, sua rápida resposta térmica permite absorver e ceder calor com agilidade. Ademais, o desempenho térmico do conjunto depende não apenas do material interno, mas da capacidade isolante do reservatório. Os ensaios iniciais, com aquecimento simulado por resistência elétrica, indicaram boa estabilidade térmica, aquecimento gradual e liberação controlada de calor, mesmo exposto ao ambiente. Além disso, a conversão elétrica ocorre por módulos de Peltier instalados em série na interface entre o reservatório e o meio externo. Nessas células, obtém-se o efeito Seebeck, no qual a diferença de temperatura entre a superfície quente (interna) e fria (externa) gera um fluxo de cargas elétricas, responsável pela produção de uma tensão proporcional ao gradiente térmico estabelecido. Os resultados indicam viabilidade funcional, validando a estrutura como alternativa promissora em comunidades fora da rede elétrica tradicional. Outrossim, o projeto alinha-se aos ODS 7 (energia limpa e acessível), 9 (indústria, inovação e infraestrutura) e 11 (cidades e comunidades sustentáveis) da ONU, inserindo-se no debate global.
Palavras-chave: Armazenamento Térmico em Meio Sólido, Conversão Termoelétrica, Autonomia Energética Sustentável