Para alcançar a neutralidade de carbono até 2035, o Swarthmore College está a substituir os seus sistemas de aquecimento e arrefecimento alimentados a gás natural por geoexchange de última geração alimentados por fontes renováveis.
SWARTHMORE, Pensilvânia — No porão do refeitório do Swarthmore College, uma transformação está em andamento. À medida que os alunos almoçam no andar de cima, debaixo dos seus pés, o passado da escola em matéria de combustíveis fósseis está a ser substituído pelo seu futuro em termos de energia limpa.
Em um espaço cavernoso e movimentado que eventualmente abrigará a usina no centro de um novo sistema de geoexchange para aquecimento e resfriamento da faculdade, canos velhos e empoeirados, instalados pela primeira vez há mais de um século como parte de um sistema de vapor movido a gás natural, ficam ao lado de canos de reposição brilhantes, que em breve transportarão água quente e gelada por todo o campus.
O sistema de geoexchange funciona armazenando calor na terra durante o verão e extraindo-o no inverno. Na primeira fase do projeto de 12 anos, 350 poços de 250 metros de profundidade e 15 centímetros de largura, perfurados em um dos amplos gramados da escola no ano passado, armazenarão o calor. O sistema de Swarthmore será alimentado por energia renovável externa e eles esperam começar a conectar edifícios ainda este ano.
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Parado na porta, Andy Feick, vice-presidente associado de operação de instalações sustentáveis e planejamento de capital, apontou para um longo túnel iluminado por lâmpadas fluorescentes. Deste lado, vários conjuntos de canos ocupavam a abertura do chão ao teto, deixando um vão estreito entre. “Você tem que ser bem magro para caber ali agora”, disse ele, enquanto um trabalhador acenava do outro lado.
De certa forma, os canos antigos ajudaram a tornar possíveis os novos. Quando Feick conversou com o Conselho de Administração de Swarthmore sobre a substituição do antigo sistema por geoexchange, ele explicou que quando o sistema de vapor foi construído em 1911, também era uma atualização tecnológica cara. “Agora, já passamos um século e é hora de pensar em posicionar a instituição para o próximo século de energia, em vez de olhar para os sistemas energéticos do século passado”, disse Feick.
Swarthmore é uma das várias faculdades e universidades nos Estados Unidos que já construíram ou estão em processo de construção de sistemas de intercâmbio geográfico em seus campi, a fim de reduzir as emissões de gases de efeito estufa. A lista inclui Smith College, Carleton College, Ball State University e Princeton University, que está construindo um dos maiores sistemas, a cerca de 60 milhas de Swarthmore, em seu campus em Nova Jersey.
Num relatório de 2021 sobre a produção de energia geotérmica e o mercado de aquecimento urbano dos EUA, o Laboratório Nacional de Energia Renovável escreveu que o ensino superior está “liderando o ataque” na construção deste tipo de sistemas aqui.
A tendência é uma consequência do Compromisso Climático dos Presidentes de Faculdades e Universidades Americanas, que exige que as escolas desenvolvam um plano de ação climática e estabeleçam uma data-alvo para a neutralidade de carbono. Swarthmore assinou o acordo em 2010 e em 2012 escolheu 2035 como cronograma para atingir esse objetivo.
Em campi suburbanos como o de Swarthmore, os sistemas de geoexchange oferecem um caminho ideal para alcançar essas ambiciosas metas energéticas. Em 2022, a central a vapor foi responsável por 36 por cento das emissões totais da faculdade, tornando-a a maior categoria no inventário de gases com efeito de estufa da escola e um obstáculo essencial a ser eliminado no caminho para a redução da pegada de carbono do campus. “Todas as emissões diretas de combustíveis fósseis associadas ao aquecimento e ao arrefecimento desaparecerão como resultado deste projeto”, disse Elizabeth Drake, diretora de sustentabilidade da Swarthmore.
Os 425 acres de campus bucólico de Swarthmore tornam a substituição de tubulações de vapor mais compactas por tubulações de geotroca maiores muito mais viável do que em um ambiente urbano, disse Bill Braham, professor de arquitetura e diretor do Centro de Construção + Design Ambiental da Universidade da Pensilvânia.
“Não sei se você já olhou para um buraco quando desenterraram coisas nas ruas da Filadélfia. Nas cidades modernas, simplesmente não há espaço lá embaixo. Simplesmente não é possível”, disse ele. Para Swarthmore, que tem espaço, “não há melhor opção” para a descarbonização do que um sistema de geotroca de aquecimento urbano como o que estão construindo.
O clima na Pensilvânia é ideal para o intercâmbio geográfico, disse Braham, porque a mudança das estações significa que o sistema funciona em um ciclo anual, o solo esfriando à medida que o calor é bombeado para aquecer o campus no inverno e, em seguida, revertendo esse processo no verão. retirando o calor dos edifícios para condicioná-los, empurrando esse calor para a terra e aquecendo o solo novamente.
Swarthmore também possui recursos financeiros para custear um projeto de infraestrutura complexo e de longo prazo. Em 2022, Swarthmore ficou em sétimo lugar na lista da Associação Nacional de Diretores de Negócios de Faculdades e Universidades dos maiores valores de doações por estudante em tempo integral, com US$ 1,6 milhão. Em 2021, o Conselho de Administração aprovou US$ 69 milhões para o Plano Diretor de Energia da escola, que inclui a construção do sistema de geoexchange.
“Todas essas são boas decisões de negócios para eles. Eles não perdem dinheiro fazendo isso, mas é necessário um investimento inicial”, disse Braham. “Isso irá recompensá-los com o tempo e também tornará seu campus resiliente.”
A mudança para o geoexchange diminuirá as emissões de carbono de Swarthmore, mesmo que não fosse alimentado por energia renovável “porque o novo sistema é muito mais eficiente do que o nosso sistema de vapor”, disse Drake. “Há estimativas de que até um terço da energia que entra no sistema de vapor é perdida.”
Ao assumir este tipo de projeto pioneiro, Swarthmore está servindo de modelo para outros seguirem no futuro. “O que fazemos aqui é importante, mas também somos um campus muito pequeno”, disse Drake. “Mas podemos modelar soluções e compartilhar lições aprendidas com outras pessoas.”
Feick disse que Swarthmore ofereceu passeios pelo campus para convidados de outras escolas, empresas e organizações interessadas em aprender sobre o sistema e como ele está sendo construído.
Para ter uma visão melhor do gramado onde foram perfurados os primeiros poços, subimos a escada de um dormitório no limite do local, parando em uma janela que dá para o campo. Parrish Hall, o edifício do século 19 no centro do campus, podia ser visto à distância.
Cercado por cercas, dormitórios e árvores, o campo do poço estava quase vazio, exceto por alguns equipamentos espalhados. Mesmo no final do inverno, o gramado do campus de Swarthmore é verde, e a terra seca e acumulada do campo do poço parecia uma grande área careca.
“Isso acontece depois que tudo está pronto, mas no auge, havia cinco plataformas de perfuração aqui, todas funcionando ao mesmo tempo”, disse Feick. “E é lama. Quero dizer, um local de perfuração é apenas lama durante oito meses.” Por esta razão, o controle da água foi uma questão importante a ser considerada durante a construção.
O barulho era outro. “Como você pode ver por estar aqui, esses conjuntos residenciais ficam muito próximos deste campo de poço”, disse Drake, apontando para os dormitórios. “Estávamos preocupados com o som e o impacto acústico da perfuração.” Um membro do corpo docente de Swarthmore, no departamento de engenharia, com experiência em acústica, ajudou a faculdade a projetar e implementar barreiras sonoras temporárias para abafar os ruídos da perfuração.
“Acho que por ter demorado tanto e haver tanto ruído de fundo, as pessoas se acostumaram”, disse Feick. “E então fiquei surpreso quando a última plataforma de perfuração partiu. Eu pensei, meu Deus, está tão quieto.”
Houve algumas reclamações sobre a interrupção causada pela perfuração. Mas Feick e Drake sentiram que os esforços de divulgação para explicar à comunidade o propósito por trás da construção contribuíram muito para tornar os 1.600 alunos de Swarthmore mais tolerantes com a convulsão.
“Um canteiro de obras deste tamanho exigiu que os alunos percorressem um caminho muito tortuoso para chegar às coisas, bem como às outras obstruções que temos na instalação da infraestrutura de tubulação”, disse Feick. “Mas não se queixam muito disto porque os nossos alunos são de uma geração onde dizem que isto é absolutamente necessário. E sim, é inconveniente, mas tem que acontecer.”
Para Drake, a chance de vivenciar o que ela chamou de um grande ponto de viragem na história da faculdade superou os transtornos causados pela construção. “Cento e cinquenta anos de queima de combustíveis fósseis – e agora vamos parar”, disse ela.
Olhamos para a área nua do campo aguardando classificação e sementes de grama. “Teremos esta cerca provavelmente até agosto ou setembro para permitir que o gramado fique forte para que as pessoas possam caminhar sobre ele”, disse Feick. “E então derrubaremos a cerca e ela retornará” ao seu estado original.
Do lado de fora, paramos para examinar o exterior moderno e reluzente do refeitório, inaugurado em 2022. O prédio tem uma cozinha totalmente elétrica e é feito de vidro, pedra e madeira maciça. Robins deslizou em torno das árvores do campus e ainda havia manchas de neve no chão.
Ao mesmo tempo em que acontecia o planejamento inicial do sistema de geoexchange, a faculdade também estava no processo de projetar o novo refeitório, disse Drake, criando uma “boa sinergia” entre os dois projetos e tornando o novo edifício o espaço perfeito para abrigar a planta central.
O projeto de geoexchange também mudou a forma como a faculdade abordava o projeto do edifício em si. “O projeto de energia nos elevou a um outro nível na forma como pensamos sobre design e construção e no cumprimento de novos padrões”, disse Feick, observando que o refeitório já excedeu suas metas de eficiência.
A orientação do centro de refeições e a forma do seu telhado, coberto por mais de 800 painéis solares, foram concebidos para “maximizar o ganho solar”, e os painéis irão satisfazer cerca de 40 por cento das necessidades energéticas do edifício. Até detalhes como uma política que elimina o uso de bandejas para os clientes, a fim de economizar água, o edifício pretendia “fazer uma declaração forte sobre sustentabilidade”, disse Feick.
“É tão irônico que você coloque a chaminé nos fundos”, disse Cara Anderson, que trabalha no departamento de comunicações em Swarthmore, enquanto observávamos a cena. Atrás do telhado inclinado do refeitório, enquanto a luz do sol refletia nos painéis solares, a torre da antiga usina a vapor assomava. Fios de fumaça subiam de sua boca.
“Vamos reaproveitar o prédio (da usina de vapor). Será uma reutilização adaptativa, mas vamos derrubar a chaminé”, disse Feick, parecendo animado. “Mal posso esperar por esse dia. Será o sinal mais visível de progresso.”
