Formação

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Formação

  1. 1. Alfredo Pereira Formação: O que é a eletricidade ? A matéria é constituída por átomos. Os átomos dividem-se em duas zonas distintas: o núcleo e a núvem electrónica. Dentro do núcleo, encontram-se os protões (partículas que têm carga eléctrica positiva) e os neutrões (que não têm carga elétrica). À volta do núcleo, existem outras partículas com carga elétrica negativa, que se chamam eletrões. Eles estão na zona a que chamamos núvem eletrónica. A eletricidade é um movimento orientado de cargas elétricas (eletrões ou iões), através de um circuito fechado. Um circuito elétrico, é um caminho ou itinerário para a corrente elétrica. A corrente elétrica, nos condutores metálicos, é devida a um fluxo de eletrões, que transportam energia elétrica que recebem de uma fonte de energia (pilha, bateria, gerador, etc...). A eletricidade não é uma fonte de energia primária, pois tem de ser produzida através da transformação de fontes de energia primárias (energia solar, energia eólica, energia hídrica, energia das ondas, etc...). Esta transformação processa-se em diferente tipos de centrais elétricas, conforme o tipo de energia primária utilizada (centrais hidroelétricas, centrais eólicas, centrais solares, centrais térmicas, centrais núcleares, ...). Fig. 1 - A constituição de um átomo 1. Eletricidade 1. A eletricidade é a parte da Física que estuda fenômenos associados às cargas elétricas. Os estudos na área são divididos em: eletrostática, eletrodinâmica e eletromagnetismo. Publicado por: Mariane Mendes Teixeira em Física25comentários A eletricidade é transmitida pelas torres de transmissão É impossível imaginar como seria nossa vida sem a eletricidade.Ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia a dia,quando acendemos uma lâmpada,guardamos um alimento na geladeira para conservá -lo, ao assistirmos à TV, entre tantos outros. Portanto, precisamos dela para viver com qualidade e conforto. A eletricidade é definida como a parte da ciência que estuda fenômenos que ocorrem graças à existência de cargas elétricas nos átomos que compõem a matéria.Lembrando que os átomos são formados por prótons (portadores de carga positiva),
  2. 2. Alfredo Pereira nêutrons,que ficam no núcleo atômico,e por elétrons (portadores de cargas negativas) localizados ao redor do núcleo, em uma região denominada eletrosfera. Os estudos nessa área são divididos em três partes: Eletrostática: estuda as cargas elétricas em repouso e abrange os conceitos de tipos de eletrização, força eletrostática, campo elétrico e potencial elétrico; Eletrodinâmica: responsável pelo estudo das cargas elétricas em movimento. Refere-se principalmente aos conceitos associados à corrente elétrica e aos circuitos elétricos com os seus componentes,como resistores,geradores e capacitores; Eletromagnetismo: é a parte da eletricidade que estuda a relação entre os fenômenos elétricos e magnéticos,sendo eles a corrente elétrica produzida pela variação de campo magnético, bem como o campo magnético gerado por uma corrente elétrica. A palavra eletricidade tem origem no termo grego eléktron, que, em português, significa âmbar. O nome está ligado às primeiras observações e estudos sobre os fenômenos elétricos realizados por Tales de Mileto, por volta de 600 a.C., que foram feitos a partir do âmbar, uma resina fóssil que, ao ser atritada, adquire a capacidade de atrair pequenos objetos. Apesar das descobertas na área terem se iniciado na Grécia Antiga, o grande marco dos estudos na área foi a descoberta do elétron no século XIV feita por J. J. Thompson ao realizar a experiência com os raios catódicos. A eletricidade até hoje permitiu ao homem realizar feitos incríveis. Pequenos aparelhos como a Lâmpada elétrica, que permitiu a realização de atividades noturnas, são exemplos da grande mudança que essa área ocasionou na sociedade. Agora, a grande preocupação é obter novas fontes de energia que sejam menos agressivas ao meio ambiente e mais eficientes. 2. nergia: fontes e tipos As fontes de energia As fontes primárias de energia são aquelas que estão na natureza, como o sol, a água (dos rios e dos mares), os ventos, a madeira, o gás natural, o carvão mineral, o petróleo. As fontes secundárias de energia são aquelas que surgem depois que as primárias são transformadas, como a gasolina, o diesel, a energia elétrica. As fontes primárias de energia podemser divididas em dois grupos: Renováveis São aquelas que, como o próprio nome diz, se renovam. Significa que elas não acabam, porqueestarão sempre ali, sendo geradas de novo, de acordo com o ciclo da natureza. Exemplos: o sol, os ventos, a matéria orgânica, o calor da Terra, os rios e correntes de água doce, os mares e oceanos. Não renováveis São aquelas que com o uso ao longo do tempo se esgotam. Isso porque, apesar de serem criadas pela Natureza, demoram muitos e muitos anos para se formar. Como nos últimos anos nós – a humanidade – temos consumido a energia dessas fontes em altíssima velocidade e quantidade, a Naturezanão tem o tempo necessário pararepor o que foi usado. Exemplos: carvão mineral, petróleo, gás natural. Conheceremos a seguir os tipos deenergia disponíveis no planeta. 1. Hidráulica A energia hidráulica (ou hídrica) é a energia coletada da força das águas, tanto dos rios quanto dos mares. Essa é a energia mais utilizada no Brasil, por causa da grande quantidade de rios que temos no nosso país. A água dos rios se move o tempo todo. Esse movimento representaum grande potencial energético, que aumenta quando a água é represada. Numa usina hidrelétrica, existem turbinas que são instaladas nas quedas d’água e geradores elétricos que produzemeletricidade com a força das águas. Essa fonte de energia é renovável, mas gera alguns impactos ambientais a serem considerados. É que as usinas hidrelétricas mudam o curso dos rios com a construção de represas e, com isso, alteram o ambiente natural. 2. Solar A energia solar, é fácil deduzir, é aquela que vem do sol. Estaé primeira e principalenergia que deu origem à vida na Terra. Com a energia do sol, é possívelgerar energia elétrica, esquentar a água do banho e muito mais. É ainda pouco utilizada no mundo, pois sua instalação inicial tem custo elevado. É uma fonte limpa e renovável e não causa grandes impactos ambientais paraser produzida. As placas solares são os sistemas utilizados para captar a radiação solar e transformá-la para gerar calor ou eletricidade. Ads by Dynamo ComboAd Options
  3. 3. Alfredo Pereira 3. Eólica É a energia gerada a partir do vento. Grandes hélices (como aquelas dos helicópteros) são instaladas em áreas abertas, com boa incidência de ventos. O movimento dessas hélices gera eletricidade. Para utilizar a energia eólica, é preciso que a região tenha ventos constantes e fortes o suficiente. O vento é uma fonte de energia limpa e inesgotável, porém, ainda pouco utilizada pelo homem. 4. Biomassa Antes de tudo, precisamos saber o que é biomassa. Chamamos de biomassa (ou massa biológica) a matéria orgânica, de origem animal ou vegetal, que podeser utilizada na produção de energia: madeira, lenha, cana-de-açúcar, milho, esterco, restos de alimentos e outros elementos. A decomposição de algumas dessas matérias gera gases, que são processados em usinas especiais para produzir energia. A biomassa é considerada um recurso renovável e de baixo custo. No Brasil, o uso da biomassa ganhou destaque, principalmente nos últimos anos. Entre as matérias orgânicas mais usadas para gerar energia de biomassa, em nosso país, está a lenha. A biomassa também é muito usada como combustível. O principal deles é o álcool de cana-de-açúcar, que usamos paraabastecer carros. 5. Geotérmica A energia geotérmica vem do calor da Terra e existe desde que o nosso planetafoi criado. No centro da Terra, existe muito calor com temperaturas elevadas. Em algumas das camadas mais fundas da crosta da Terra, a temperaturapodeatingir 5.000°C. O ser humano descobriu formas de capturar essa energia e transformá-la em eletricidade. Mas, apesar de suas vantagens, a energia geotérmica ainda é pouco utilizada no planeta. Ads by Dynamo ComboAd Options 6. Nuclear Você já ouviu falar de urânio? É o nome de um elemento químico encontrado na natureza. A fissão (divisão) do núcleo do átomo de urânio libera energia em forma de calor. O processo de geração permitea obtenção de grande quantidade de energia num espaço muito p equeno. Entretanto, a produção de energia nuclear gera resíduos chamados de “lixo atômico”, extremamente nocivos ao meio ambiente. Além disso, o uso desta energia para fabricar bombas atômicas causou grande polêmica a partir da Segunda Guerra Mundial(1939-1945). Desde então, o desarmamento nuclear ganhou amplo destaque na agenda dos países de todo o mundo, desestimulando o uso desta energia. 7. Fóssil A energia fóssil é aquela formada pelo acúmulo, de materiais orgânicos no subsolo durante milhões de anos. O petróleo é uma energia fóssil. A gasolina, o diesel e vários outros produtos que usamos todos os dias vêm do petróleo. O gás natural e o carvão mineral são também fontes de energia fóssil. As fontes de energia fóssil representam mais da metade da energia utilizada hoje no mundo. Sabemos que o uso do petróleo e do carvão mineral em larga escala provocapoluição do ar e contribui parao aquecimento global, pois a queima de combustíveis libera grandes quantidades de gás carbônico na atmosfera. No caso do gás natural, o nível de poluentes é bem menor. O petróleo e o gás natural são energias não renováveis e geram impactos ambientais. 3. Quais são os tipos de energia limpa existentes? 1. São cinco os principaistiposde energia limpa – aquela que não libera (ou libera poucos) gases ou resíduos que contribuem para o aquecimento global, em sua produção ou consumo • SOLAR A energia luminosa do sol é transformada em eletricidade por um dispositivo eletrônico,a célula fotovoltaica. Já as placas solares usam o calor do sol para aquecer água.Maiores produtores:Japão e EUA. PRÓS: fonte inesgotável de energia;equipamentos de baixa manutencão;abastece locais aonde a rede elétrica comum não chega. CONTRAS: producão interrompida à noite e diminuída em dias de chuva, neve ou em locais com poucas horas de sol. • EÓLICA O vento gira as pás de um gigantesco catavento,que aciona um gerador,produzindo corrente elétrica.Maiores produtores: Alemanha,Espanha e EUA. PRÓS: fonte inesgotavel de energia;abastece locais aonde a rede elétrica comum não chega. CONTRAS: poluicão visual (um parque eólico pode ter centenas de cataventos) e, às vezes, sonora (alguns cataventos são muito barulhentos);morte de pássaros (que,muitas vezes,se chocam com as pás dos cataventos). • DAS MARÉS As águas do mar movimentam uma tur bina que aciona um gerador de eletricidade,num processo similar ao da energia eólica.Não existe tecnologia para exploracão comercial.Franca,Inglaterra e Japão são os pioneiro s na producão. PRÓS: fonte de energia abundante capazde abastecer milhares de cidades costeiras. CONTRAS: a diferenca de nível das mares ao longo do dia deve ser de ao menos 5 metros;producão irregular devido ao ciclo da maré,que dura 12h30.
  4. 4. Alfredo Pereira • BIOGÁS Transformacão de excrementos animais e lixo orgânico,como restos de alimentos,em uma mistura gasosa,que substitui o gás de cozinha, derivado do petróleo.A matéria-prima é fermentada por bactérias num biodigestor,liberando gás e adubo. PRÓS: substitui diretamente o petróleo;dá um fim ecológico ao lixo orgânico;gera fertilizante; os produtores rurais podem produzir e até vender o gás,em vez de pagar por ele. CONTRA: o gás é difícil de ser armazenado. •BIOCOMBUSTÍVEIS Geracão de etanol e biodiesel para veículos automotores a partir de produtos agrícolas (como semente de ma mona e cana- de-acúcar) e cascas,galhos e folhas de árvores,que sofrem processos físico-químicos.O Brasil está entre os maiores produtores mundiais. PRÓS: substitui diretamente o petróleo;os vegetais usados na fabricacão absorvem CO2 em sua fase de crescimento. CONTRA: producão da matéria-prima ocupa terras destinadas a plantio de alimentos. Fontes: Mauro Passos, presidente do Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas na América Latina, Leda Lorenzo Montero,ecologista, e Ricardo Dutra, engenheiro do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel)   1. Hidráulica  2. Gás Natural  3. Petróleo  4. Carvão  5. Nuclear  6. Biomassa  7. Eólica  8. Solar  9. Geotérmica  10. Marítima  11. Biogás 1. 2. 3. 1 . Hidráulica O fluxo das águas é o combustível da geração de eletricidade a partir da fontehidráulica.Para aproveitar a queda d’água de um rio, por exemplo,estuda-se o melhor local para a construçãode uma usina, levando-se emconta o projetode engenharia, os impactos ambientais, sociais e econômicos na região,além da viabilidade econômica do empreendimento. As obras de uma usina hidrelétrica incluemo desviodo curso do rio e a formaçãodo reservatório. A água do rio movimenta as turbinas que estão ligadas a geradores, possibilitando a conversãoda energia mecânica emelétrica. A água é o recurso natural mais abundante do planeta. Estima-se que o potencial hidráulico do Brasil seja da ordem de 260 GW – segundo dados do Atlas de Energia Elétrica do Brasil, Aneel, 2008. A primeira hidrelétrica do mundofoi construída nofinal do século XIX,junto às quedas d’água das Cataratas do Niágara, na Américado Norte.No mesmo período, o Brasil construiusua primeira hidrelétrica,no município de Diamantina (MG), utilizando as águas do Ribeirão do Inferno,afluentedo rio Jequitinhonha. Essa hidrelétrica possuía 0,5 megawatt (MW)de potência e linha de transmissãode dois quilômetros de extensão. Cem anos depois, a potência instalada das usinas aumentouexponencialmente.Concluída em maio de 2006, a Hidroelétricade Três Gargantas,na China, é hoje a maior hidroelétrica do mundo. Com uma capacidade de geração total de 22.500 MW, ela superouItaipuBinacional,a maioratéentão, comcapacidade de 14.000 MW. A potência instalada determinase a usina é de grande oumédio porte ouuma Pequena Central Hidrelétrica (PCH). A AgênciaNacional de Energia Elétrica (Aneel) adotatrês classificações: - Centrais Geradoras Hidrelétricas (CGH, com até 1 MWde potênciainstalada) - Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH,entre 1,1MWe 30 MWde potência instalada) - Usina Hidrelétrica de Energia (UHE, commais de 30 MWde potência instalada). O porte da usina tambémdetermina as dimensões da rede de transmissãoque será necessária para levar a energia até o centrode consumo.No caso das hidrelétricas,quantomaior a usina, mais distante ela tende a estar dos grandes centros. Assim, exige a construçãode grandes linhas de transmissãoem
  5. 5. Alfredo Pereira tensões altae extra-alta (de 230 kVa 750 kV) que, muitas vezes, atravessamo territóriode vários Estados. Instaladas juntoa pequenas quedas d’água, as PCHs e CGHs, no geral, abastecempequenos centros consumidores – inclusive unidades industriais e comerciais individuais – e não necessitamde instalações tãoextensas para o transporteda energia. 4. força das águas, dos ventos, a energia do sol e os recursos fósseis estão entre os combustíveis da geração de eletricidade Voltar ao topo 5. 2 . Gás Natural Na geração termelétrica, a eletricidade é produzida a partir da queima de combustíveis,sendo o gás natural um dos mais utilizados no Brasil. O vapor produzido na queima do gás é utilizado para movimentar as turbinas ligadas a geradores. O gás natural tem elevado podercalorífico e, em sua queima, apresenta baixos índices de emissão de poluentes,em comparação a outros combustíveis fósseis.Em caso de vazamentos, tem rápida dispersão,com baixos índices de odor e de contaminantes. O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos gasosos,originados da decomposição de matéria orgânica fossilizada ao longo de milhões de anos. O desenvolvimento deste tipo de geração é relativamente recente – tem início na década de 1940. O uso dessa tecnologia foi ampliado somente na última década do século passado.Atualmente,as maiores turbinas a gás chegam a 330 MW de potência e os rendimentos térmicos atingem 42%. Entre as vantagens adicionais da geração termelétrica a gás natural estão o prazo relativamente curto de maturação do empreendimento e a flexibilidade para o atendimento de cargas de ponta. Voltar ao topo 6. 3 . Petróleo O petróleoé uma misturade hidrocarbonetos que tem origemna decomposição de matéria orgânica,principalmente o plâncton(plantas e animais microscópicos em suspensãonas águas), causada pela açãode bactérias em meios com baixoteorde oxigênio. Ao longo de milhões de anos, essa decomposiçãofoi se acumulando nofundo dos oceanos, mares e lagos e, pressionada pelos movimentos da crosta terrestre, transformou-se numasubstânciaoleosa. Essa substânciaé encontrada em bacias sedimentares específicas, formadas porcamadas oulençóis porosos de areia, arenitos oucalcários. Embora conhecidodesde os primórdios da civilização humana, somente em meados do século XIX tiveraminícioa exploraçãode campos e a perfuraçãode poços de petróleo. A partirde então,a indústria petrolífera tevegrande expansão. Apesar da forteconcorrência do carvão e de outros combustíveis considerados nobres à época,o petróleopassoua ser utilizado em larga escala,especialmente após a invençãodos motores a gasolina e a óleodiesel. Durante muitas décadas, o petróleofoi o grande propulsor da economia mundial,chegando a representar, noiníciodos anos 70, quase 50% do consumo de energia primária em todo o mundo. Embora declinanteao longo do tempo,sua participaçãonesse consumoainda representacerca de 43%, segundo dados da Agência Internacional de Energia, de 2003. O petróleoé o principal responsável pela geração de energia elétrica emdiversos países do mundo. Apesarda expansão recente da hidroeletricidade e da diversificação das fontes de geração de energia elétrica verificadas nas últimas décadas, o petróleoainda é responsável porcercade 8% de toda a eletricidade gerada no mundo. A geração de energia elétricaa partir de derivados de petróleoocorre por meio da queima desses combustíveis em caldeiras,turbinas e motores de combustão interna.A utilização de caldeiras e turbinas é similar aos demais processos térmicos de geração e se aplica ao atendimentode cargas de ponta e/ouaproveitamentode resíduos do refino de petróleo. Os grupos geradores a diesel são comuns nosuprimentode comunidades e de sistemas isolados da rede elétrica convencional. No Brasil, onde historicamente a geraçãode energia elétrica é predominantemente hidrelétrica, a geraçãotérmica temdesempenhadopapel importante no atendimento da demanda de picodo sistemaelétricoe, principalmente, nosuprimento de energia elétricaa municípios e comunidades nãoatendidos pelo sistema interligado. Voltar ao topo
  6. 6. Alfredo Pereira 7. 4 . Carvão O carvão, a exemplodo que ocorre com os demais combustíveis fósseis, é uma complexa e variada mistura de componentes orgânicos sólidos, fossilizados ao longo de milhões de anos. Sua qualidade, determinada pelo conteúdo de carbono, varia de acordo com o tipo e o estágio dos componentes orgânicos. A turfa, de baixo conteúdo carbonífero, constitui um dos primeiros estágios do carvão, com teor de carbono naordemde 45%; o linhito apresenta um índice que varia de 60% a 75%; o carvãobetuminoso (hulha), mais utilizado comocombustível,contémcerca de 75% a 85% de carbono, e o mais purodos carvões; o antracito,apresenta um conteúdocarboníferosuperior a 90%. Da mesma forma, os depósitos variam de camadas relativamentesimples e próximas da superfície do solo e, portanto, de fácil extraçãoe baixo custo, a complexas e profundas camadas, de difícil extração e custos elevados. Em participação namatrizenergética mundial, o carvãoé responsável por cerca de 8% de todo o consumomundial de energia e de 39% de toda a energia elétrica gerada. Para assegurar a preservação do carvãona matriz energéticamundial, atendendoàs metas ambientais, têm sido pesquisadas e desenvolvidas tecnologias de remoção de impurezas e de combustãoeficientedo carvão. O aproveitamento do carvãomineral paraa geração de energia elétrica noBrasil teve início nos anos 1950. Naquela época,foram iniciados estudos e, em seguida, a construção das usinas termelétricas de Charqueadas (RS), com 72 MWde potência instalada, Capivari (SC), com 100 MW, e Figueira (PR), com 20 MW. Voltar ao topo 8. 5 . Nuclear A energia nuclear ounucleoelétrica é proveniente da fissão do urânio emreator nuclear. Apesar da complexidade de uma usina nuclear, seuprincípio de funcionamentoé similar aode uma termelétrica convencional, na qual o calor gerado pela queima de um combustível produz vapor, que aciona uma turbina, acoplada a um gerador de correnteelétrica. Na usina nuclear, o calor é produzido pela fissão do urânionoreator, cujo sistemamais empregado é constituído por três circuitos – primário, secundárioe de refrigeração. No primeiro, a água é aquecida a uma temperatura de aproximadamente 320°C, sobuma pressão de 157atmosferas. Emseguida, essa água passa por tubulações e vai até o gerador de vapor, onde vaporiza a água do circuito secundário,sem que haja contato físicoentre os dois circuitos. O vapor gerado aciona uma turbina, que movimenta o geradore produz corrente elétrica. No final dos anos 1960, o governobrasileirodecidiuingressar na geraçãotermonuclear, visando conhecer melhor a tecnologia e adquirir experiências para o futuro. Na época, cogitava-se a necessidade de complementaçãotérmica para o suprimentode eletricidade no Rio de Janeiro. Decidiu-se, então, que essa complementaçãoocorresse pormeioda construção de uma usina nuclear (Angra I) emAngra dos Reis (RJ). A construção de Angra I (657MW) teveinícioem 1972. A primeira reaçãonuclearem cadeia ocorreuem marçode 1982e a usina entrouem operação comercial em janeirode 1985.Mas, logo após, interrompeusuas atividades, voltandoa funcionarsomenteem abril de 1987, operando, porém,de modo intermitente,atédezembrode 1990 (nesse período, operoucom600MWmédios durante apenas 14 dias). Entre 1991e 1994,as interrupções forammenos frequentes, mas somente a partir de 1995 a usina passoua teroperaçãoregular. A construção de Angra II(1.350 MW)teve inícioem 1976 e a previsãoinicial para a usina entrar emoperação era1983. Emrazão, porém, da falta de recursos, a construção ficouparalisada durante vários anos e a operação do reator ocorreusomente em julhode 2000, comcarga de 200MWa 300MW. Entre 20de agosto e 3 de setembro daquele ano,a usina funcionouregularmente,com915MWmédios. A partir de então, operou de modo intermitente até 9 de novembro, quando passoua funcionarcompotênciade 1.350 MWmédios. Voltar ao topo 9. 6 . Biomassa Biomassa é a massa total de organismos vivos numaárea. Esta massa constitui uma importante reserva de energia, pois é formada essencialmente por hidratos de carbono. Do ponto de vista energético, para fins de outorga de empreendimentos do setor elétrico, biomassa é todo recursorenovável oriundo de matéria orgânica(de origem animal ouvegetal) que pode ser utilizada naprodução de energia. Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência inferiorà de outras fontes, seuaproveitamentopode ser feitodiretamente, por meio da combustão em fornos e caldeiras, porexemplo. Para aumentara eficiência do processoe reduzir impactos socioambientais, tem-se desenvolvidotecnologias de conversãomais eficientes,comoa gaseificação e a pirólise – decomposiçãotérmica de materiais contendo carbono, naausência de oxigênio.Também é comum a co-geração emsistemas que utilizam a biomassa comofonte energética. No Brasil, a imensidão das regiões tropicais e chuvosas oferece excelentes condições paraa produçãoe o uso energéticoda biomassa em larga escala,com grande potencial nosetor de geraçãode energia elétrica. No restante do país, a produção de madeira, em forma de lenha, carvãovegetal outoras, tambémgera grande quantidade de resíduos que podem igualmente ser aproveitados na geraçãode energia elétrica. Noentanto,o recursode maior potencial parageraçãode energia elétrico no país é o bagaço da cana-de- açúcar. O setor sucroalcooleiro gera grande quantidade de resíduos, que pode ser aproveitada na geraçãode eletricidade, principalmente emsistemas de co-geração. Ao contrárioda produçãode madeira, o cultivoe o beneficiamentoda cana são realizados emgrandes e contínuas extensões, e o aproveitamento de resíduos (bagaço, palha, vinhotoetc.)é facilitado pelacentralizaçãodos processos de produção. Em média, cada tonelada de cana processada requer cerca de 12 kWhde energia elétrica, o que pode ser gerado pelos próprios resíduos da cana. Os custos de geração já são competitivos comos do sistema convencional de suprimento, o que possibilitaa autossuficiênciado setor em termos de suprimento energético, por meioda co-geração. Voltar ao topo
  7. 7. Alfredo Pereira 10. 7 . Eólica Energia eólica é a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). Seuaproveitamentoocorrepormeioda conversãoda energia cinética de translaçãoem energia cinética de rotação,como empregode turbinas eólicas – também denominadas aerogeradores – para a geraçãode eletricidade, oude cata-ventos (e moinhos),para trabalhos mecânicos comobombeamentod’água. A energia eólica é utilizada há milhares de anos nobombeamentod'água, moagemde grãos e outras aplicações que envolvemenergia mecânica. A geração eólica ocorrepelocontato do ventocomas pás do cata-vento. Ao girar, essas pás dão origem à energia mecânica que aciona o rotor do aerogerador, que produz a eletricidade. A primeira turbinaeólica comercial ligada à rede elétrica pública foi implantada na Dinamarca, em 1976.Hoje, existemmais de 30 mil turbinas eólicas em operação emtodo o mundo. O desenvolvimentotecnológico recente – principalmente noque tange à melhoria dos sistemas de transmissão, da aerodinâmica e das estratégias de controle e operaçãodas turbinas – têmreduzido custos e melhorado o desempenhoe a confiabilidade dos equipamentos. O Brasil é favorecido emtermos de ventos, que se caracterizam por uma presença duas vezes superior à média mundial e por uma volatilidade de apenas 5%, o que dá maior previsibilidade ao volume a ser produzido. Além disso, como a velocidade costuma ser maior emperíodos de estiagem, é possível operar usinas eólicas em sistema complementarcomusinas hidrelétricas,de formaa preservara água dos reservatórios em períodos de poucas chuvas. As estimativas constantes do Atlas do Potencial EólicoBrasileirode 2010, elaboradopela Eletrobras, apontamparaum potencial de geraçãode energia eólica de 143,5 mil MWnoBrasil, volume superior à potência instalada total nopaís nesse mesmoano.As regiões commaior potencial medido são Nordeste, Sudeste e Sul. Voltar ao topo 11. 8 . Solar A energia solar é aquela energia obtida pela luz do Sol que pode ser captada compainéis solares. É uma fontede vida e de origem da maioria das outras formas de energia na Terra. A energia solarchega ao planetanas formas térmica e luminosa. Sua irradiação na superfície da Terraé suficiente para atender milhares de vezes o consumo mundial de energia. Essa radiação, porém, nãoatinge de maneira uniforme toda a crosta terrestre. Depende da latitude, da estação do anoe de condições atmosféricas comonebulosidade e umidade relativa do ar. Assim, a participaçãoda energia solaré pouco expressivana matriz energéticamundial. Em2007, a potência total instalada atingiu7,8 mil MW.Isto corresponde a poucomais da metade da capacidade instalada da usina hidrelétrica de Itaipu, de 14 mil MW. A Alemanha é a maior produtora, comcerca da metade da potênciatotal instalada. No geral, os projetos já implementados para produção de eletricidade a partir da energia solarainda são pouco numerosos e destinados a abastecer localidades isoladas – embora, comos projetos de expansão da fonte, este quadro estejaaos poucos se alterando. Tradicionalmente, o mais generalizado é o uso da energia solar para a obtenção de energia térmica. Esta aplicação destina-se a atender setores diversos, que vão da indústria, em processos que requerem temperaturas elevadas (porexemplo,secagem de grãos na agricultura) aoresidencial, para aquecimentode água. Outra tendênciaé a utilizaçãoda energia solar para a obtençãoconjunta de calore eletricidade. O Brasil é privilegiado em termos de radiaçãosolar. O Nordeste brasileiroapresenta radiaçãocomparável às melhores regiões do mundo nessa variável.O que, porém, não ocorre emlocalidades mais distantes da linha do Equador,comoas regiões Sul e Sudeste. Voltar ao topo 12. 9 . Geotérmica A energia geotérmica (ougeotermal) é aquela obtida pelocalor que existe nointerior da Terra. Os principais recursos são os gêiseres – fontes de vaporno interiorda Terra que apresentamerupções periódicas. Embora conhecida desde 1904 – ano da construçãoda primeira usina –, a evoluçãodeste segmento sempre foi lenta e caracterizada pela construção de pequeno númerode unidades, em poucos países.No Brasil, por exemplo, nãohá nenhuma unidade em operação, nem sobformaexperimental. O porte de empreendimentos atuais, porém,é significativo.A potência instalada no campo de gêiseres da Califórnia é de 500 MW. Nos últimos anos, noesforçopara diversificara matriz,alguns países, como México, Japão,Filipinas, Quênia e Islândia, procuraramexpandir o parque geotérmico. Quando não existem gêiseres e as condições são favoráveis, é possível estimularo aquecimentod'água usando o calor do interior da Terra. Um experimento realizado em Los Alamos, Califórnia provoua possibilidade de execuçãodeste tipode usina. Em terreno propício, foram perfurados dois poços vizinhos, distantes 35 metros lateralmente e 360metros verticalmente,de modo que eles alcancem uma camada de rocha quente. Emum dos poços é injetada água, ela se aquece na rocha e é expelida pelo outro poçoe quando esta função acontecea água predominante na pedra penetra na mesma ocorrendo o processo de metabolização geotérmica. Esta é a melhor maneira de obterenergia naturalmente. É necessárioperfurar um poço que já contenha água e a partir daí a energia é gerada normalmente.
  8. 8. Alfredo Pereira Em casos raros, pode ser encontrado o que os cientistas chamamde fonte de "vapor seco",em que a pressão é alta o suficiente para movimentaras turbinas da usina com excepcional força,sendo assim uma fonteeficiente na geraçãode eletricidade. Aproximadamentetodos os fluxos de água geotérmicos contêmgases dissolvidos, sendo que estes gases são enviados à usina de geração de energia junto com o vaporde água. É igualmente importanteque haja tratamentoadequado a água vinda do interior da Terra, que contémminérios prejudiciais à saúde. Se ocorrer despejo diretamenteem rios locais, istoprejudica a fauna e a flora locais. Voltar ao topo 13. 10 . Marítima A água é o recurso natural mais abundante do planetae uma das poucas fontes para produçãode energia que não contribui parao aquecimento global. Além disso, é renovável. O potencialde geração de energia elétrica a partirdo mar inclui o aproveitamento das marés,correntes marítimas, ondas,energia térmica e gradientes de salinidade. A eletricidade pode ser obtida a partirda energia cinética (do movimento) produzida pelo movimentodas águas oupela energia derivada da diferençado nível do mar entre as marés alta e baixa – a energia maremotriz, o modo de geraçãode eletricidade por meio da utilizaçãoda energia contida no movimento de massas de água devido às marés. Dois tipos de energia maremotrizpodemser obtidas: energia cinéticadas correntes devido às marés e energia potencial pela diferença de alturaentreas marés alta e baixa. Todas as tecnologias ainda estãoem fase de desenvolvimento, comexceçãodestaúltima. Nenhumaainda apresenta custos competitivos frente às demais fontes alternativas de energia.Um dos países que se destaca nas pesquisas é Portugal, que tem diversos projetos pilotos. Segundo registra a Empresade Pesquisa Energética(EPE), o potencial estimado para a energia a partir das marés no mundoé de 22 mil terawatt-hora (TWh) por ano, dos quais 200 TWh seriam aproveitáveis. Em2008, menos de 0,6TWh, ou0,3%, eram convertidos em energia elétrica. Voltar ao topo 14. 11 . Biogás O biogás é obtido a partir da biomassa contida em dejetos (urbanos, industriais e agropecuários) e em esgotos,que passa naturalmente do estado sólido para o gasoso por meio da ação de microorganismos que decompõema matériaorgânica emum ambiente anaeróbico. Neste caso, o biogás é lançado à atmosfera e passa a contribuir para o aquecimentoglobal, uma vez que é compostopormetano (CH4), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio(N2), hidrogênio(H2),oxigênio(O2)e gás sulfídrico(H2S). A utilizaçãodo lixo para produçãode energia permiteo uso deste gás, além da redução do volume dos dejetos em estado sólido. A geraçãode energia por esta fonte permite a redução dos gases causadores do efeitoestufa e contribui para o combate à poluiçãodo solo e dos lençóis freáticos. Existem três rotas tecnológicas para a utilizaçãodo lixo comofonte energética. Uma delas, a mais simples e disseminada,é a combustãodireta dos resíduos sólidos.Outra é a gaseificaçãopormeioda termoquímica (produção de calor por meio de reações químicas). Finalmente, a terceira (e mais utilizada para a produção do biogás) é a reprodução do processo natural em que a ação de microorganismos em um ambiente anaeróbico produz a decomposiçãoda matéria orgânica e, em consequência, a emissão do biogás. No Brasil, apesar do enorme potencial,ainda são poucas as usinas termelétricas movidas a biogás em operação. No final de 2009, a Aneel regulamentoua geração a partir do biogás e sua comercialização. Pela ResoluçãoNormativano 390/2009,qualquer distribuidora de energia elétrica pode fazer chamadas públicas para comprar eletricidade produzida porbiodigestores. Seguindo as exigências da Aneel em relaçãoà qualidade da energia, os produtores poderãoenviar a eletricidade para a linha de distribuição, emvez de somente consumir. Voltar ao topo 1. ONDAS DE PENICHE JÁ PRODUZEM ENERGIA ELÉTRICA Terça-feira, Novembro, 20, 2012 O último relatório sobre energias renováveis publicado há poucos dias pela Direcção Geral da Energia e Geologia (DGEG) não deixa margem para dúvidas. Portugal voltou a ter energia eléctrica produzida a partir da força das ondas. Há três anos já tinha havido uma experiência com o Pelamis, na Aguçadoura (Póvoa de Varzim), mas agora é o Wav eroller (de origem finlandesa), que já está em teste no fundo do mar de Peniche, na zona do Baleal, a cerca de 900 metros da costa.
  9. 9. Alfredo Pereira O Waveroller é já a segunda fase de um projeto que nasceu há cerca de dois anos, em articulação com a Eneólica (do grupo Lena) e a finlandesa AWEnergy. Ou seja, este protótipo pré-comercialsurge na sequência de uma experiência anterior, a uma escala muito menor, mas que correu muito bem “e superou todas as expectativas”, nota Leocádio Costa, da AW Energy. O Wave-Roller é um sistema único, comprovado e patenteado, concebido para a conversão de energia de ondas em electricidade, sendo o primeiro sistema pensado para fazer o aproveitamento do fenómeno. Segundo a AWEnergy, os impactes ambientais quase nulos, a menor exposição aos fenómenos climáticos, a maior previsibilidade das ondas de fundo face às de superfície e uma maior proximidade à Terra são apenas algumas das vantagens que este sistema apresenta. 2. Mais de seis milhões no fundo do mar Custou perto de €6,5 milhões (em grande parte financiados por programas comunitários) e pesa 600 toneladas. Tem 43 metros de comprimento, por 18 de largura e 12 de altura. Mais de 50% desta estrutura submarina terá incorporação nacional. Está desde Agosto colocado no fundo do mar, onde as suas pás gigantes vão oscilando com a força das ondas que lhe passampor cima. Com esse movimento é acionado um dispositivo que transforma a energia das ondas em energia elétrica. Essa energia é depois enviada para a costa por um cabo submarino, onde é recebida por um transformador que depois a injeta na rede. Consulte ainda o vídeo onde é revelado o momento em que as várias componentes do Wave-Roller começam a ser acopladas, realizado poucos meses antes da sua entrada em funcionamento.

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