13
Jul 10
13
Jul 10

Portugal faz parte do “top 5” das energias renováveis

Portugal é o quinto país da União Europeia que mais utiliza energias renováveis. De acordo com dados hoje divulgados pelo Eurostat, 23,2% da energia consumida tem como fonte as renováveis. 

Portugal apenas é ultrapassado pela Suécia (com 44,4%), Finlândia, Letónia e Áustria. Quando se compara a evolução do consumo das energias renováveis entre 2006 e 2008, Portugal aparece em quarto lugar na lista dos países cujo consumo das energias limpas mais aumentou: de 20,5% para 23,2%. 

Entre os países que menos têm apostado nas renováveis estão Malta, Reino Unido, Holanda e Bélgica.

fonte:www.rr.pt

publicado por adm às 23:21 | comentar | favorito
12
Jul 10

Enel instala a primeira usina de hidrogénio com escala industrial

A Enel SpA anunciou a primeira usina de hidrogênio do mundo, reforçando suas credenciais verdes para uma venda de participação acionária prevista para outubro. A nova unidade localiza-se em Fusina, próxima a Veneza, com capacidade total de 16 megawatts (MW). Os investimentos da Enel no projeto foram de cerca de 50 milhões de euros. A Enel planeja vender uma participação minoritária na Enel Green Power SpA no final do ano e indicou outubro como a data para a oferta pública inicial. A unidade de energia renovável está avaliada em mais de 12 bilhões de euros.

A eletricidade produzida pela usina é suficiente para atender cerca de 20 mil residências um ano inteiro. "Este tipo de unidade pode ser exportada para aquelas áreas onde há fábricas químicas", afirmou o executivo-chefe da Enel, Fulvio Conti, na inauguração. "Este é um exemplo de desenvolvimento de energia renovável." A unidade utiliza hidrogênio produzido principalmente como subproduto da unidade petroquímica de Porto Marghera, localizada próxima. Deste modo, a Enel conseguiu resolver um dos principais desafios relacionados ao hidrogênio: obter o combustível limpo sem ter de usar grandes quantidades de energia para produzi-lo.

A Enel está impulsionando as operações verdes de sua unidade para tirar vantagem da atratividade do setor. No final da semana, a Enel vai inaugurar uma outra unidade piloto na Sicília, que usa uma nova tecnologia de energia solar para gerar eletricidade.

A unidade de Fusina usa 1,3 tonelada de hidrogênio por hora em sua geração. Ela compra o hidrogênio da Eni SpA. Mas o hidrogênio como fonte para gerar eletricidade ainda não é competitivo com os hidrocarbonetos tradicionais, custando por exemplo, quase cinco vezes mais do que a energia produzida por carvão.

A decisão da Enel de investir na unidade de Fusina - a primeira do tipo em escala industrial - foi, em parte, para permitir que seus engenheiros testem a tecnologia de hidrogênio e adquiram experiência. As informações são da Dow Jones.

fonte:www.abril.com.br

publicado por adm às 23:27 | comentar | favorito
12
Jul 10

O novo líder mundial em energia termo-solar é a Espanha

A abertura de uma nova central em Badajoz destrona os Estados Unidos da América como maior potência desta energia renovável.

 

Ontem, a Espanha retirou da Itália o título de campeã do Mundo de futebol. Hoje, a Espanha retirou dos Estados Unidos o título de líder da energia termo-solar. 

Esta conquista foi conseguida pela activação da central La Florida, situada na localidade de Alvarado, em Badajoz. A instalação é de 50 megawatts, contribuindo para os 432 megawatts que os espanhóis contabilizam no total, mais 10 que os americanos, de acordo com o “El País”. 
A energia produzida nos seus 550 metros quadrados de área de captação, pertencentes à empresa Renovables Samca, equivale à potência produzida por uma central nuclear. Esta é uma central termo-solar e não fotovoltaica, já que não se produz electricidade através da acção do sol em placas de semicondutores mas sim cria-se energia ao aproveita-se o calor como fonte para mover um gerador.

fonte:www.jornaldenegocios.pt

publicado por adm às 23:25 | comentar | favorito
11
Jul 10
11
Jul 10

Energia renovável é responsável por 20% do consumo na Europa

As fontes renováveis de energia, alternativas aos combustíveis fósseis, responderam por 19,9% (ou 608 terawatts-hora – TWh) do consumo total de energia na União Europeia (3042 TWh) em 2009. Elas também foram correspondentes a 62% da nova capacidade de geração de eletricidade instalada no mesmo período. Os dados são do relatório 2010 Renewable Energy Snapshots, publicado pelo Joint Research Centre (JRC) – uma instituição politicamente independente que representa e defende os interesses da UE.

 

Em relação ao consumo, a energia hidrelétrica respondeu pela maior parcela entre as fontes renováveis, com (11,6%), seguida pelas energias eólica (4,2%), biomassa (3,5%) e solar (0,4%). Sobre a nova capacidade de geração instalada em 2009, a energia eólica ficou em primeiro, com 37,1%, seguida pela fotovoltaica (21%), biomassa (2,1%), hidrelétrica (1,4%) e energia solar concentrada (0,4%) - sistema que usa lentes ou espelhos para concentrar uma grande área de luz solar.

 

Já no que diz respeito às fontes de geração não renováveis, da capacidade instalada em 2009 o gás ficou em primeiro, com 24%, seguido pelo carvão (8,7%), óleo (2,1%), incineração de lixo (1,6%) e energia nuclear (1,6%). Dessas alternativas, apenas a matriz energética nuclear não é considerada suja.

 

Caso as taxas de crescimento atuais forem mantidas, em 2020 até 1400 TWh de eletricidade poderá ser gerada a partir de fontes renováveis, aponta o relatório, o que representaria de 35% a 40% do consumo de eletricidade geral estimado para os países que compõem a UE.

 

Bons ventos

A energia eólica é destacada no documento, uma vez que superou já em 2009, com uma capacidade instalada total superior a 74 gigawatts (GW), a meta estabelecida anteriormente para 2010, de 40 GW. Os bons ventos fizeram com que a European Wind Association estabelecesse agora uma nova meta: de ter uma capacidade instalada de 230 GW até 2020.

De acordo com o presidente executivo da Associação Europeia de Energia Eólica (Ewea), Christian Kjaer, todas as necessidades energéticas da Europa poderão ser atendidas pelas energias renováveis em 2050, sendo que só a energia eólica deverá corresponder a 50% de tal procura.

“O potencial existe e a indústria está preparada para isso. A única coisa que temos de fazer é manter as atuais taxas de crescimento [da energia eólica] em terra e no mar”, comentou Kjaer. “As outras energias renováveis podem ‘facilmente’ satisfazer a outra metade das necessidades energéticas da Europa em 2050”, acrescentou.

Outro destaque é a energia de biomassa. De acordo com o relatório da UE, se as taxas de crescimento atuais forem mantidas, a eletricidade gerada dessa fonte poderá dobrar de 2008 a 2010, de 108 TWh para 200 TWh.

Quanto à energia fotovoltaica, desde 2003 a capacidade instalada tem dobrado a cada ano. O documento também destaca o potencial da energia solar concentrada. Atualmente, a maioria dos projetos com a nova tecnologia está concentrada na Espanha.

 

Brasil

Segundo dados de 2008 da Associação Latino-Americana de Energia Eólica (Lewea, na sigla em inglês), o Brasil ocupa a primeira colocação na América Latina tanto em relação ao potencial eólico (regiões adequadas para a instalação), como em capacidade de potência instalada (volume de Megawatts atuais) – 140 mil MW e 247 MW, respectivamente.

fonte:www.ecodesenvolvimento.org.br

publicado por adm às 22:15 | comentar | favorito
10
Jul 10

Energia fotovoltaica

A energia fotovoltaica é fornecida de painéis contendo células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do sol geram energia elétrica. A energia gerada pelos painéis é armazenada em bancos de bateria, para que seja usada em período de baixa radiação e durante a noite (fig. 6). A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o sol carrega) incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.
O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em elétrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos eletrônicos existentes em foguetes, satélites e astronaves.
O sistema de co-geração fotovoltaica também é uma solução; uma fonte de energia fotovoltaica é conectada em paralelo com uma fonte local de eletricidade. Este sistema de co-geração voltaica está sendo implantado na Holanda em um complexo residencial de 5000 casas, sendo de 1 MW a capacidade de geração de energia fotovoltaica. Os Estados Unidos, Japão e Alemanha têm indicativos em promover a utilização de energia fotovoltaica em centros urbanos. Na Cidade Universitária - USP - São Paulo, há um prédio que utiliza este tipo de fonte de energia elétrica.

 

O Sol, no seu centro, os núcleos de átomos de hidrogénio fundem-se originando núcleos de hélio. A sua superfície atinge uma temperatura de perto dos 6.000ºK. 

A energia resultante desta reacção é radiada para o espaço, e parte dela atinge a atmosfera terrestre com uma intensidade de cerca de 1.373 W/m&sup2.
Uma vez que parte da energia inicial é reflectida ou absorvida pela atmosfera, num dia de céu claro é possível medir junto a superfície terrestre num plano perpendicular, cerca de 1.000 W/m&sup2.

Esta radiação disponível à superfície terrestre divide-se em três componentes:

- directa: a que vem "directamente" desde o disco solar;
- difusa: a proveniente de todo o céu excepto do disco solar, das nuvens, gotas de água, etc.;
- reflectida: proveniente da reflexão no chão e dos objectos circundantes.

A soma das três componentes é denominada como radiação global, e representa, nas condições já referidas, cerca de 1.000 W/m&sup2.

Para Lisboa, num plano inclinado (cerca de 40º) e orientado a Sul, o valor médio diário de potência da radiação solar global directa pode atingir os 414 W/m&sup2.

 

Existem duas formas diferentes de utilizar a energia solar:

- activa: transformação dos raios solares noutras formas de energia: térmica ou eléctrica.

- passiva: aproveitamento da energia para aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas.

Energia solar térmica activa
Princípio: qualquer objecto exposto à radiação solar "Q" aquece. Simultaneamente, há perdas por radiação, convecção e condução, que aumentarão com a temperatura do corpo.

Chega um momento em que as perdas térmicas, "Qp", se igualam aos ganhos devidos ao fluxo energético incidente, atingindo-se a temperatura de equilíbrio, "tc".

Assim, no equilíbrio tem-se: Q = Qp

Se conseguirmos extrair continuamente uma parte do calor produzido mudaremos as condições do equilíbrio anterior, ficando: Q = Qp + Qu

Qu => Energia extraída do corpo ou energia útil.


Vantagens: tanto na sua forma mais simples, obtenção de água quente, como em outras aplicações do género, a significativa poupança energética e económica (que chega a atingir em alguns casos mais de 80%), e ainda a grande disponibilidade de tecnologia no mercado, são factores que transformaram a energia solar térmica uma das mais comuns, vantajosas e atractivas formas de energia renovável.

Desvantagens: o elevado investimento inicial na instalação solar, apresenta-se por vezes como o maior entrave ao desenvolvimento desta solução.

 

Principais aplicações:
- produção de Água Quente Sanitária (AQS), para uso doméstico, hospitais, hotéis, etc.: temperatura inferiores a 60ºC, com períodos mínimos de utilização do equipamento solar entre oito e dez meses por ano. 
Estas instalações dimensionam-se, normalmente, para as necessidades energéticas anuais, evitando assim excedentes energéticos nos meses de verão;

- aquecimento de piscinas:dependendo do tipo e finalidade da piscina, os valores da temperatura de utilização variam entre 25-35ºC, sendo possível a aplicação a piscinas de utilização anual ou sazonal (verão);

- aquecimento ambiente: do ponto de vista tecnológico é possível a utilização da energia solar para o aquecimento ambiente de forma activa dos edifícios, no entanto esta aplicação está limitada pela utilização em apenas 3 a 4 meses por ano, sendo assim economicamente menos interessante;

arrefecimento ambiente: é possível produzir frio combinando energia solar com máquinas de absorção ou sistemas híbridos (solar-gás), que operam a temperaturas na ordem dos 80 ºC (máquinas de Brometo de Lítio), ou 120 ºC (máquinas de Amónia/H2O), o que, combinado com o aquecimento ambiente no inverno, tornam estas aplicações muito interessantes, quer do ponto de vista ambiental com a redução de consumo de energia primária, quer do ponto de vista económico, com a rentabilização total do sistema;

- produção de água a elevadas temperaturas destinada a uso industrial: temperaturas superiores a 80 ºC e 100 ºC (água saturada ou vapor), com aplicações industriais directas, de pré-aquecimento de água de processo ou vapor para produção de energia eléctrica (temperaturas de superiores a 450 ºC).

- outras aplicações: aplicações de baixa ou intermédia temperatura, como estufas, secadores desalinizadores, secadores, destoxificadores (Ultra Violeta) e ainda cozinhas solares.

 

Conversão

 

Princípio: A conversão directa da energia solar em energia eléctrica envolve a transferência dos fotões da radiação incidente para os electrões da estrutura atómica desse material.

Nos materiais semicondutores sob o efeito de uma radiação luminosa, a energia dos fotões incidentes é directamente transferida para o sistema electrónico do material, podendo excitar electrões da banda de valência para a banda de condução e dando origem à criação de pares electrão (absorção). Para obter uma corrente eléctrica é criada uma estrutura de separação dos portadores de carga fotogerados, por acção do campo eléctrico interno, antes de se recombinarem. Segue-se logo a extracção das cargas em corrente contínua para utilização. A este efeito dá-se o nome de efeito Fotovoltaico.

Vantagens: A energia fotovoltaica é uma das mais promissoras fontes de energia renováveis. A vantagem mais clara é a quase total ausência de poluição. Para além desta vantagem a ausência de partes móveis susceptíveis de partir, não produz cheiros ou ruídos, têm baixa ou nenhuma manutenção, e com tempo de vida elevados para os módulos.

Desvantagens: No entanto uma das principais limitações dos dispositivos fotovoltaicos é o seu baixo rendimento, isto é, uma baixa conversão da energia solar em energia eléctrica. A razão deste facto reside fundamentalmente na deficiente exploração do espectro da radiação incidente (sol) por parte dos dispositivos. Outro inconveniente é os custos de produção dos painéis, estes devidos principalmente à pouca disponibilidade de grandes quantidades de materiais semicondutores, e de processos de obtenção, por vezes, muito caros. No entanto este factor está progressivamente a desaparecer com os desenvolvimentos das deposições e das microtecnologias. 

Principais aplicações:

- electrificação remota: actualmente uma das principais aplicações da energia fotovoltaica é a possibilidade de fornecer energia eléctrica a lugares remotos, onde os custos da montagem de linhas eléctricas é superior ao sistema fotovoltaico, ou existe a impossibilidade deste tipo de fornecimento;

- sistemas autónomos: bombagem de água para irrigação, sinalização, alimentação de sistemas de telecomunicação, etc.;

- aplicação de micro-potência: relógios, maquinas de calcular, etc.;

- integração em edifícios: a integração de módulos fotovoltaicos na envolvente dos edifícios (paredes e telhados) é uma aplicação recente, podendo representar reduções de custos construtivos e energéticos. A energia produzida em excesso pode ser vendida à companhia eléctrica, e quando existem insuficiências, esta pode ser comprada;

 

- veículos: outra aplicação, ainda em fase de investigação, é a de automóveis de recreio providos de células fotovoltaicas, com suficiente potência para movimentá-los, assim como também embarcações de recreio.

 

Energia solar passiva

 

Princípio: aproveitamento da energia solar, incidência dos raios solares, para aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas.

Vantagens: o baixo custo de algumas soluções, como o bom planeamento e orientação do edifício que podem resultar consumos energéticos evitados até 40%.

Principais aplicações: Quanto às possíveis aplicações, em qualquer edifício habitacional, de escritórios ou industrial, podem ser aplicadas soluções de eficiência energética e de energia solar passiva, tendo em conta as questões de projecto e estudo de forma a maximizar este tipo de aproveitamento energético.

 

Existem vários tipos de tecnologia para o aproveitamento e conversão da energia solar:

- colector solar;
- painel fotovoltaico;
- outras tecnologias térmicas activas;
- tecnologias passivas.


Colector Solar
A mais comum das tecnologias de aproveitamento da energia solar térmica activa é o colector solar. Existem vários tipos de colectores:

- planos;
- concentradores;
- CPC ou concentradores parabólicos compostos;
- de tubo de vácuo.


Colector plano
Este tipo de colector é o mais comum e destina-se a produção de água quente a temperaturas inferiores a 60 ºC.

Este é formado por:

- cobertura transparente: para provocar o efeito de estufa e reduzir as perdas de calor e ainda assegurar a estanquicidade do colector.

- placa absorsora: serve para receber a energia e transforma-la em calor, transmitindo-a para o fluido térmico que circula por uma série de tubos em paralelo ou serpentina. Para obter maiores rendimentos existem superfícies selectivas que absorvem como um corpo negro mas perdem menos radiação.

- caixa isolada: serve para evitar perdas de calor uma vez que deverá ser isolada térmicamente, para dar rigidez e proteger o interior do colector, dos agentes externos.

Ao fazer circular o fluido térmico através dos tubos dos colectores, retira-se calor destes podendo aproveitar este calor para aquecer um depósito de água.

como funciona ->


Colectores concentradores

 

Para atingir temperaturas mais elevadas há que diminuir as perdas térmicas do receptor. Estas são proporcionais à superfície deste. Reduzindo-a em relação á superfície de captação, consegue-se reduzir as perdas térmicas na proporção dessa redução.

 

Os sistemas assim concebidos chamam-se concentradores, e concentração é precisamente a relação entre a área de captação (a área de vidro que serve de tampa á caixa) e a área de recepção.

Acontece que, quanto maior é a concentração mais pequeno é o ângulo com a normal aos colectores segundo o qual têm que incidir os raios solares para serem captados, pelo que o colector tem de se manter sempre perpendicular aos raios solares, seguindo o sol no seu movimento aparente diurno.

Esta é uma desvantagem, pois o mecanismo de controle para fazer o colector seguir a trajectória do sol, é bastante dispendioso e complicado, para além de só permitir a captação da radiação directa.

 

CPC ou colectores concentradores parabólicos

 

O desenvolvimento da óptica permitiu muito recentemente a descoberta de um novo tipo de concentradores (chamados CPC ou Winston) que combinam as propriedades dos colectores planos (também podem ser montados em estruturas fixas e têm um grande ângulo de visão o que também permite a captação da radiação difusa) com a capacidade de produzirem temperaturas mais elevadas (>70ºC), como os concentradores convencionais do tipo de lentes.

 

A diferença fundamental entre estes colectores e os planos é a geometria da superfície de absorção, que no caso dos CPC's a superfície absorvedora é constituída por uma grelha de alhetas em forma de acento circunflexo, colocadas por cima de uma superfície reflectora. A captação solar realiza-se nas duas faces das alhetas já que o sol incide na parte superior das alhetas e os raios que são reflectidos acabam por incidir na parte inferior das alhetas, aumentado assim ainda mais a temperatura do fluido e diminuindo as perdas térmicas.

 

Colectores de tubo de vácuo

 

Estes consistem geralmente em tubos de vidro transparente cujo interior contêm tubos metálicos (absorvedores). A atmosfera interior dos tubos livre de ar o que elimina as perdas por convenção os de tubo de vácuo, elevando assim o rendimento a altas temperaturas devido a menores coeficientes de perda a eles associados.
Tipos de sistemas solares térmicos

 

Os dois principais tipos de sistemas de energia solar térmica são:

- circulação em termosifão;
- circulação forçada.


Circulação em termosifão

O mesmo fluido a temperaturas diferentes tem também densidades diferentes, quanto maior é a sua temperatura menor a sua densidade. Por isso, quando se aquece um fluido, este tem tendência a estratificar-se ficando a parte mais quente na zona superior. No sistema de termosifão a água aquecida pelo Sol no colector, sobe "empurrando" a água mais fria do depósito, forçando-a a tomar o seu lugar, descendo, para subir novamente quando, por sua vez for aquecida. O depósito deve ficar acima do colector, senão dá-se o fenómeno inverso quando já não houver sol (termosifão invertido).

Estes sistemas são compostos pelo colector solar, depósito acumulador, purgador, vaso de expansão e outros pequenos acessórios.

 

 

Circulação forçada 

Nas situações em que não é viável a colocação do depósito acima da parte superior dos colectores e para os grandes sistemas em geral é necessário usar bombas electrocirculadoras para movimentar o fluido térmico. A bomba poderá ser comandada por um sistema de controle automático (o comando diferencial). 

O sistema de controle (comando diferencial) está regulado de modo a pôr a bomba em funcionamento logo que a diferença de temperatura (Tout - Tdep) entre os colectores e o depósito seja de 5 ºC

 

Estes sistemas são compostos pelo colector solar, depósito acumulador, bomba electrocirculadora, controlador diferencial, purgador, vaso de expansão e outros pequenos acessórios.

 

Energia solar eléctrica ou Fotovoltaica (PV)

A energia fotovoltaica pode ser produzida de várias formas, com grandes variações de eficiência e custos. Podem-se dividir em dois grupos básicos: tecnologia de células discretas e tecnologia de película fina integrada.

- Silício monocristalino: fatias de blocos monocristais de silício crescente. Actualmente as células chegam a ter uma espessura de 2.000 microns. As células de investigação chegam aos 24% de eficiência, as comerciais perto de 16%. 

- Silício policristalino: fatias obtidas a partir de blocos de silício de pureza intermédia. Estas células são menos caras de fabricar e menos eficientes, as de investigação têm cerca de 18% e as comerciais aproximam-se aos 14%.

- malha dendrítica: filme de silício monocristalino vazado de um cadinho de silício fundido, numa malha dendrítica. 

- Galio Arsenio (GaAs): Material semicondutor de que são feitas as células de alta eficiência, usado especialmente na tecnologia espacial. As células de investigação chegam aos 25% e aos 28% baixo luz do sol concentrada. Multiconjunções de células de GaAs podem chegar aos 30% de eficiência.

- tecnologia de película fina integrado Cobre Indio Desilenio (cuInSe2, ou CIS): um filme fino de material policristalino, que experimentalmente chega aos 17% de eficiência. Módulos de grandes dimensões atingem 11%.

- Silício amorfo (a-Si): usado na sua maioria em produtos de consumo como relógios e calculadoras, a tecnologia a-Si e também usada em sistemas de edificações integradas, trocando o vidro de cor por módulos semitransparentes.

 

Os painéis actualmente mais cormercializados são compostos por conjuntos de células de silício monocristalino ou policristalino, ligadas em paralelo ou em série, e com rendimentos que variam entre os 10 e 13%. A potência destes depende do tipo de ligação feita entre as diversas células (em série ou paralelo). Esta potência pode variar desde poucos Watts até 200 Watts (valores de equipamento comercializado).


Sistemas solares fotovoltaicos

 

Além do painel fotovoltaico o sistema é geralmente composto por:

- grupo acumulador (baterias): onde a energia é armazenada para uso posterior quando não há luz solar;

- um controlador de carga: de forma a gerir a "entrada" e "saída" de energia das baterias; 

- inversor de corrente: uma vez que os painéis produzem Corrente Contínua, e a maior parte dos electrodomésticos consomem Corrente Alterna;

- sistema de apoio: quando a energia solar disponível é insuficiente.

 

Outras tecnologias:

 

Outros mecanismos de aproveitamento da energia solar térmica são:


- fornos ou cozinhas solares: os três tipos básicos de cozinhas são: 

- a cozinha de reflectores parabólicos onde a luz solar é focada num ponto ou ao longo dum eixo axial onde é colocado o alimento ou o recipiente.

- a cozinha de caixa consiste numa caixa com uma cobertura transparente, para criar efeito de estufa, e de reflectores para aumentar a radiação incidente.

- a cozinha de painel consiste num conjunto de reflectores que focam a luz solar directamente no recipiente com a comida e de forma a reter o calor este recipiente é rodeado por um saco de plástico ou um balão de vidro.

 

- dessalinizadores: ao incidir os raios solares na caixa do desalinizador as moléculas de água da solução salina ganham energia até eventualmente evaporarem ficando o sal no fundo do recipiente. As gotas de água desalinizada condensam na parte interior da cobertura transparente (inclinada) e escorrem para um canal.


- destoxificadores: é possível o aproveitamento dos raios UV para a descontaminação de efluentes orgânicos contaminados, fazendo passar estes efluentes através de tubos transparentes que são "iluminados" por espelhos com configurações de parábolas ou CPC, tendo uma grande vantagem que é a de poderem funcionar mesmo quando exista nebulosidade, uma vez que as nuvens são transparentes aos raios UV.

 

Tecnologias passivas

 

- orientação do imóvel (ganhos directos): uma boa orientação, disposição interior das fracções e de elementos verticais transparentes com devida proteção (janelas, solários, clarabóias), pode evitar até 20% das necessidades de aquecimento.

- isolamento térmico dos edifícios: construções em paredes duplas com isolamento intermédio, janelas com vidro duplo, e outro tipo de isolamentos são soluções que diminuem bastante as cargas térmicas, tanto de aquecimento como de arrefecimento, nos edifícios.

 

- paredes trombe: paredes com grande inércia térmica, que são usadas para "guardar" o calor quando a parede e atingida pela radiação solar. Esta energia acumulada é depois radiada directamente para o interior do edifício a partir da outra face da parede, sendo possível o seu arejamento através de duas aberturas.

 

 



publicado por adm às 23:45 | comentar | favorito

Biomassa

Bioenergia

O mercado da bioenergia está crecendo rápido em todo o mundo. Bioenergia é a energia gerada apartir de material vegetal (biomassa). Podemos pensar então em:

biomass arborícola; 

sobra de madeira da indústria (serragem por exemplo); 

vegetais e frutas; 

resíduos agrículas, como o bagaço da cana; 

certos tipos de esgotos industriais e residenciais;

Lixo de natureza biológica. 


A Biomassa pode ser transformada em energia através de combustão, gaseificação, fermentação, ou produção de substâncias líquidas.


Energia durável e renovável

A energia advinda da biomass é considerada durável a partir do momento que em que pode-se através do manejo correto garantir seu ciclo, por exemplo garantindo o reflorestamento ou replantio. E é renovável no sentido de que toda a energia obtida da biomassa veio de processos biológicos que aproveitaram a energia solar, essa energia se não aproveitada pelos humanos acaba retornando ao ambiente através da digestão e da putrefação das plantas.

 

A Importância da bioenergia

Garantir a disponibilidade de energia nos próximos séculos

A bioenergia pode contribuir para a redução do CO2 na atmosfera e consequentemente a redução do efeito estufa.

O lixo que é inevitável, pode se tornar útil;

Do ponto de vista econômico, a bioenergia se revela mais interessante do que outra fontes renováveis de energia;

A bioenergia pode se tornar prática muito rapidamente por poder gerar combustíveis tanto sólidos quanto líquidos, e por poder usar parte da tecnologia criada para os combustíveis fósseis;

Redução da importação de energia já que a biomassa geralmente é local. 


Técnicas de conversão

Dependendo da tácnica de conversão, a bionergia pode ser transformada nos seguintes produtos: eletricidade, calor e combustíveis. As técnicas são as seguintes:

Combustão

Gaseificação 

Fermentação 

Produção de substâncias líquidas

 

O emprego da biomassa e do lixo para gerar energia está passando por várias modificações. Atualmente está focada principalmente no aproveitamento de sobras de produção e lixo, na tentativa de recuperar o máximo de energia possível. Pensa-se que num futuro próximo a usinas de carvão começarão a operar também com biomassa, para que gradualmente possa ir substituindo o carvão como produto principal. E mais para frente com o avanço das tecnologias usinas de biomassa com alto rendimento e geração de energia e gas, deixarão de ser um sonho.



Combustão


Combustão da biomassa libera calor que pode gerar eletricidade. Então podemos ter:

Coprodução de de eletricidade através de combustão de biomassa em usinas de carvão; 

Combustão de restos de madeira para geração simultânea de de eletricidade e calor, ambos aproveitáveis nas indústrias de madeira; 


Combustão é a técnica mais desenvolvida, a biomassa já é co-consumida em muitas usinas de carvão no EUA, onde as usinas de calor tamém estão partindo para a biomassa.



Gaseificação


Gaseificação é a conversão de biomassa em combustível gasoso. Os principais produtos são hidrogênio e monóxido de carbono. São usados tanto na geração de energia quanto na indústria química. A maioria das técnicas ainda está em estágio de desenvolvimento.

 

Fermentação


Fermentação é a desintegração da biomassa po uma bactéria anaeróbica para formar uma mistura de metano e dióxido de carbono. Esse biogás é usado para a geração de eletricidade A fermentação é muito útil em indústrias, elas aplicam esse processo no seu lixo e esgoto para purifica-lo. Pode se conseguir que esse gás atinja a qualidade do gás natural, podendo então ser usado numa infinidade de outras coisas.



Produção de substâncias líquidas


Há muitas maneiras de produzir substâncias líquidas a partir de matéria vegetal.

Conversão Biológica: Açucares de cana e de beterraba são convertidos em etanol pela ação de bactérias;

Extração: pressionando sementes, pode se obter produtos com muita energia, como o biodiesel;

Conversão térmica: O material vegetal é decomposto na alsencia de oxigênio e cdom temperatura elevada. Dependendo das condições do processo, uma mistura de combustíveis líquidos e gasosos são produzidos.

 

Biomassa Sólida

Na recolha e transporte da biomassa são utilizadas diversas tecnologias mecanizadas dependendo da idade das árvores (2,5 ou 10 anos) ou do tamanho dos resíduos. 

O seu armazenamento pode ser feito em pilhas curtas, pilhas longas, paletes, postes, montes de estilhas ou serrilha.

 

A tecnologia de estilhagem da madeira proporciona redução de custos tanto na recolha como no transporte.

As tecnologias de aproveitamento do potencial da biomassa solida passam essencialmente pela queima em centrais térmicas com tecnologias como: de grelha fixa, móvel ou inclinada e de leito fluidizado (Liquefacção), ou centrais de cogeração para a produção de energia eléctrica e de água quente, ou ainda a queima directa (Combustão) em lareiras (lenha) para a produção directa de calor.

Combustão ou queima directa: Transformação da energia química do combustível em calor por meio das reacções dos elementos constituintes dos combustíveis com oxigénio (o ar ou o oxigénio são fornecidos além da quantidade estequiométrica).

Liquefacção: Processo de produção de combustíveis líquidos por meio da reacção da biomassa triturada em um meio líquido com monóxido de carbono em presença de um catalisador alcalino. (P=150-250 atm, T=300-350 oC , t=10-30 min ; obtém-se um líquido viscoso que pode ser utilizado como combustível em fornos).

Biocombustíveis gasosos: biogás

Para o aproveitamento do biogás, dependendo da sua fonte (suiniculturas, RSU, lamas) são aplicadas diversas tecnologias de aproveitamento deste potencial energético, finalizando quase todos na queima do biogás para obtenção de calor ou para transformação em energia eléctrica.

Digestão Anaeróbia-biogás: Conversão anaeróbia de compostos orgânicos pela acção de microorganismos. Para a produção de biogás ( metano e gás carbónico ) serve-se de microorganismos acidogênicos e etanogênicos. 

Biocombustíveis líquidos:

 

-biodiesel
transesterificação: é um processo químico que consiste na separação da glicerina dos óleos vegetais para a obtenção do biodiesel (éster metílico). O processo inicia-se juntando o óleo vegetal (éster de glicerina) com álcool metílico (ou metanol) e ainda um catalisador (Sódio ou Hidróxido de Potássio) para acelerar o processo. Após a reacção obtém-se a glicerina (sub-produto muito utilizado na industria farmacêutica, cosmética e alimentar) e o éster metílico ou Biodiesel.

-etanol
fermentação: Conversão anaeróbia de compostos orgânicos pela acção de microorganismos, em grande parte dos casos, da levedura Saccharonyos cereviscae. No caso da fermentação alcoólica o substrato orgânico é a sacarose e os produtos são fundamentalmente o etanol e o gás carbónico.

-metanol
gaseificação: Aquecimento da biomassa em presença de oxidante (ar ou O2) em quantidades menores do que a estequiométrica, obtendo-se um gás combustível composto de CO, H2 ,CH4 e outros. Deste gás, utilizando-se catalisadores, pode-se obter o metanol.

Nos biocombustíveis líquidos as tecnologias para conversão em energia final são essencialmente as convencionais da industria automóveis: motores de ciclo de Otto ou diesel onde é queimado directamente o biocombustível.

 

 

Biomassa Sólida

A floresta cobre cerca de 38% do território Português, estando distribuída essencialmente por:

 

Tipo de floresta

Área [milhares de ha]

Pinhal e resinosas 1136,3 Montados 1196,4 Soutos e Carvalhais 174,9 Eucalipto 695,1 Total 3306,1

 

No entanto estes números não revelam o panorama actual do aproveitamento do potencial da biomassa florestal, que se traduz pelo quase "abandono" da floresta, sendo difícil quantificar o verdadeiro potencial energético deste recurso.

Outros entraves como a falta de equipamentos para sistemas de recolha apropriado, falta de uma estrutura do sector, falta de tratamento fiscal adequado (a biomassa, por ex., a lenha está sujeita a uma taxa de I.V.A. de 19%, ao contrário de outras fontes: gás natural 5%), receio dos proprietários e industriais da indústria da madeira, uma grande agressividade de sectores concorrentes como o do gás, têm originado uma estagnação do aproveitamento deste potencial.

Actualmente o potencial quantificável passa sobretudo pela biomassa florestal não havendo números para o sector agrícola, onde os resíduos da vinha, indústria do vinho, podas de olivais e árvores de frutos, do bagaço da azeitona, etc., poderão ter um interesse exploratório considerável.

Os quadros seguintes sintetizam quantidades indicativas de biomassa florestal de acordo com a proveniência, distinguindo a produção de biomassa florestal e a efectiva disponibilidade deste recurso energético, valores estes obtidos com base na informação disponível, cujos valores reais se pensa são algo superiores.

Produção de biomassa florestal:

 

Tipo de Resíduo

Quantidade

[milhões de ton/ano]

Matos (incultos)
4,0 Matos (sob-coberto) 1,0 Produção de Lenhas 0,5 Ramos e Bicadas 1,0 Total 6,5 

Potencial disponível de biomassa florestal:

Tipo de floresta

Quantidade

[milhões de ton/ano]

Matos 0,6 Biomassa proveniente de áreas ardidas 0,4 Ramos e Bicadas 1,0 Indústria Transformadora da Madeira 0,2 Total 2,2

 

Já foram desenvolvidos alguns projectos nesta área, ente os quais o único exemplo de produção de energia eléctrica a partir da biomassa sólida é a Central Térmica de Mortágua (ver Projectos). 
Biocombustíveis gasosos: biogás

Actualmente existe em Portugal cerca de uma centena de sistemas de produção de biogás, na sua maior parte proveniente do tratamento de efluentes agro-pecuários (cerca de 85%) e destas cerca de 85% são suiniculturas.

Este aproveitamento que, para além de resolver os problemas de poluição dos efluentes, pode tornar uma exploração agro-pecuária auto-suficiente em termos energéticos. Os efluentes sólidos resultantes podem ser ainda aproveitados como adubo.

O biogás representa actualmente cerca de 3% do consumo energético nacional.

Existe no entanto um potencial muito maior por explorar, o qual está estimado em:

 

Fonte

Energia eléctrica

[GWh/ano]

Agro-pecuário 120 ETAR's 157 RSU (aterros) 383 
Existem porém alguns constrangimentos que passam essencialmente por:

- Uma fraca aceitação do processo de digestão anaeróbia, com excepção do tratamento das lamas das ETAR's.

- Pouca relevância dada à valia energética dos projectos ambientais, avaliados essencialmente pela capacidade de tratamento.

- Baixa retribuição da energia eléctrica produzida a partir da digestão anaeróbia, prejudicando assim a amortização dos investimentos.

Alterações recentes ao tarifários poderão levar a uma maior implementação de projectos de aproveitamento de biogás (ver futuro).

Biocombustíveis líquidos

No que respeita a utilização dos biocombustíveis líquidos em Portugal, apenas existem alguns projectos de utilização do Biodiesel em marcha, como o de alguns autocarros públicos em Lisboa, no entanto a percentagem de Biodiesel utilizada não vai além dos conservadores 10%.

Esta fraca produção e utilização deve-se a uma série de constrangimentos de caris não tecnológico:

- Escassez de terra disponível para a produção das culturas fonte, criando uma falta de matéria-prima, apesar de por vezes as culturas estarem condenadas a ficar na terra ou a irem para o lixo por falta de qualidade, quando o potencial energético poderia significar um lucro considerável.

- A baixa produtividade agrícola Portuguesa.

 

- Custo elevado da matéria-prima e do processamento industrial devido a baixa produtividade.

- Custo elevado na recolha e transporte da matéria-prima nos casos do aproveitamento dos resíduos florestais para a produção de etanol.

- Instabilidade dos preços.

- Acordos internacionais e europeus que limitam a produção e utilização dos subprodutos da cadeia de produção dos biocombustíveis.

- Custos elevados dos biocombustíveis, devido aos factores já enumerados, face aos combustíveis convencionais.

No entanto estão a ser tomadas medidas legislativas com vista ao cumprimento das Directivas Comunitárias sobre o Biodiesel

 

Futuro

 

Apesar da dificuldades em estimar com precisão o recurso biomassa, este poderá representar mais de 230 MWe de potência eléctrica até 2010, o que representaria cerca de 1,4 TWh/ano de energia eléctrica injectada na rede. 

A meta do Governo situa-se actualmente na atribuição de 150 MW até 2010, tendo no inicio de 2005 aumentado o tarifário tarifa para a biomassa florestal em quase 39 por cento, ao passar de 72 Euros para 100 a 105 Euros por MWh, com objectivo de contribuir para alcançar os 39% de produção eléctrica com fontes renováveis e contribuir para a limpeza das florestas e reduzir o risco e incêndios.
Biocombustíveis gasosos: biogás

A aplicação de uma série de medidas específicas para as várias fontes de biogás (Agro-pecuário, ETAR's, e RSU), como tarifa verde, incentivos para o tratamento e utilização dos resíduos sólidos como fertilizantes, poderá fazer com que esta tecnologia represente um contributo importante na área do ambiente e na área energética, sendo possível atingir uma potência de 100 MWe em termos de potência eléctrica injectável na rede.

A potência atribuída pelo Governo é de 50 MW e a tarifa aumentou no início de 2005 em cerca de 28 por cento de 72 Euros por MWh para 100 Euros por MWh. Estas medidas, aliadas à construção de novos sistemas de ETAR’s e tratamentos de RSU, integrados em estratégias ambientais e conservação dos recursos hidrólogos, poderá potenciar novos empreendimentos de aproveitamento energético do Biogás. 
Biocombustíveis líquidos

Dos vários biocombustíveis o biodiesel e o etanol poderão constituir uma alternativa aos combustíveis tradicionais. Para isto será necessária a aplicação de uma série de medidas de regulamentação da utilização, incentivos fiscais e financeiros, promoção da utilização destes biocombustíveis com misturas de combustíveis convencionais (etanol+gasolina, biodiesel+diesel), estratégia de produção da matéria prima e de futuros nichos consumidores.

No início do ano de 2005 o Governo aprovou em Conselho de Ministros a isenção de imposto sobre os produtos petrolíferos (ISP) para os biocombustíveis, como medida de desenvolver este combustível verde e reduzir a dependência de Portugal face ao petróleo.

Esta medida foi impulsionada pela directiva comunitária sobre os biocombustíveis 2003/30/CE, estabelece que cada Estado membro da União Europeia deve assegurar que, até 31 de Dezembro de 2005, toda a gasolina e gasóleo utilizados nos transportes públicos incorpore 2% de biocombustível, devendo essa percentagem atingir os 5,75% em 2010.

A isenção de ISP foi um dos principais incentivos aguardados pelos agentes económicos interessados em desenvolver a fileira dos biocombustíveis em Portugal, uma vez que têm um custo adicional de produção mais elevado do que os combustíveis fósseis que os torna menos competitivos. 

Está prevista para 2005 a entrada em laboração da primeira fábrica de biodiesel do país, num investimento de 25 milhões de euros, vai ser construída pela Iberol, Grupo Nutasa. A fábrica deverá ter uma capacidade de produção anual de cem mil toneladas de combustível e oito mil toneladas de glicerina para exportação.

 

No entanto actualmente a produção portuguesa de oleaginosas é insuficiente para a demanda prevista, devendo ser necessário recorrer, nesta primeira fase, à importação da matéria prima, o que leva a uma nova dependência exterior. Para colmatar isto deverão ser tomadas medidas estratégias para o aumento da produção deste tipo de cultivos.

 

publicado por adm às 23:34 | comentar | favorito
tags:

Energia nuclear

Este tipo de energia é obtido a partir da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, liberando uma grande quantidade de energia.
Urânio enriquecido - o que é isto? Sabemos que o átomo é constituído de um núcleo onde estão situados dois tipos de partículas: os prótons que possuem cargas positivas e os nêutrons que não possuem carga.
Em torno do núcleo, há uma região denominada eletrosfera, onde se encontram os elétrons que têm cargas negativas. Átomos do mesmo elemento químico, que possuem o mesmo número de prótons e diferentes número de nêutrons são chamados isótopos. O urânio possui dois isótopos: 235U e 238U. O 235U é o único capaz de sofrer fissão. Na natureza só é possível encontrar 0,7 % deste tipo de isótropo. Para ser usado como combustível em uma usina, é necessário enriquecer o urânio natural. Um dos métodos é “filtrar” o urânio através de membranas muito finas. O 235U é mais leve e atravessa a membrana primeiro do que o 238U. Esta operação tem que ser repetida várias vezes e é um processo muito caro e complexo. Poucos países possuem esta tecnologia para escala industrial.



 

O urânio é colocado em cilindros metálicos no núcleo do reator que é constituído de um material moderador (geralmente grafite) para diminuir a velocidade dos nêutrons emitidos pelo urânio em desintegração, permitindo as reações em cadeia. O resfriamento do reator do núcleo é realizado através de líquido ou gás que circula através de tubos, pelo seu interior. Este calor retirado é transferido para uma segunda tubulação onde circula água. Por aquecimento esta água se transforma em vapor (a temperatura chega a 320oC) que vai movimentar as pás das turbinas que movimentarão o gerador, produzindo eletricidade (fig. 2). Depois este vapor é liquefeito e reconduzido para a tubulação, onde é novamente aquecido e vaporizado.
No Brasil, está funcionado a Usina Nuclear Angra 2 sendo que a produção de energia elétrica é em pequena quantidade que não dá para abastecer toda a cidade do Rio de Janeiro.
No âmbito governamental está em discussão a construção da Usina Nuclear Angra 3 por causa do déficit de energia no país.
Os Estados Unidos da América lideram a produção de energia nuclear e nos países França, Suécia, Finlândia e Bélgica 50 % da energia elétrica consumida, provém de usinas nucleares.

 

Fusão Nuclear

A teoria por trás da fusão nuclear é bastante simples, o difícil mesmo é conseguir gerar e domar tamanhas energias.

Nos reatores de fissão, os átomos de urânio são despedaçados, liberando grandes quantidades de energia - é a temível radioatividade. A fusão de hidrogênio, ou de suas variantes deutério e trítio,produz calor e pouquíssima radioactividade.

 

A fusão acontece quando dois núcleos de átomos leves se juntam para formar um terceiro mais pesado, mas cuja massa é menor do que a soma dos elementos originais. A diferença corresponde à energia liberada. No Sol, por exemplo, se fundem inimagináveis 564 milhões de toneladas de hidrogênio por segundo, dando origem a 560 milhões de toneladas de hélio, numa temperatura de 20 milhões de graus e sob uma pressão 100 bilhões de vezes maior do que a pressão atmosférica. Nessa colossal fornalha, os 4 milhões de toneladas de hidrogênio que não viraram hélio viraram energia - graças à qual o homem existe e tenta reproduzir o processo. 

Para fazer isso, os cientistas pensaram construir uma espécie de forno com as mesmas características das estrelas. Normalmente, os núcleos dos átomos se repelem porque têm carga elétrica do mesmo sinal. Para que a fusão possa ocorrer, é preciso aproximar os núcleos a distâncias tão ínfimas, a tal ponto que as forças de atração superem as de repulsão. Descobriu-se que os candidatos naturais para esse casamento são os isótopos (ou variedades) de hidrogênio, como o deutério (com um próton e um nêutron no núcleo). Usando a força bruta, ou seja, aquecendo as partículas de matéria a milhões de graus e em altas densidades, os pesquisadores fazem com que tais isótopos se transformem numa mistura de elétrons livres e núcleos de átomos. É o plasma, nem líquido, nem sólido, nem gás: o quarto estado da matéria.

Nesse estado meio fantasmagórico, as partículas colidem umas com as outras em velocidades altíssimas até que, em razão dos choques, acabam por unir-se, produzindo núcleos mais pesados, algumas partículas soltas - e, o mais importante, grandes quantidades de energia. Assim, pode resultar da colisão hélio 3 (formado por dois prótons e um nêutron) mais um nêutron excedente; ou trítio ( um próton e dois nêutrons), mais um próton excedente. É raro, mas também pode acontecer que a fusão produza hélio 4 (dois prótons e dois nêutrons) e mais energia .

 

Em 1945, o físico húngaro naturalizado americano Edward Teller sugeriu que se usasse a bomba atômica recém-inventada como espoleta para desencadear a fusão nuclear, pois a força de sua explosão forneceria as temperaturas e pressões necessárias.

A idéia seria posta em prática alguns anos depois. No dia 1 de novembro de 1952, de fato, os americanos detonaram a primeira bomba de hidrogênio, a bomba H, numa ilha do oceano Pacífico. Provou-se assim que a fusão na Terra era possível, mas, para que ela tivesse outra finalidade que não acabar com a vida na Terra, teria de ser controlada.

No entanto, para a construção de qualquer reator que produzisse energia pela fusão de hidrogênio, as condições pareciam proibitivas: seria preciso investir inicialmente uma quantidade de energia seis vezes superior à temperatura do interior do Sol, para compensar a diferença de pressão. Em cada centímetro cúbico desse reator deveriam existir no mínimo 100 trilhões de partículas que, devido ao calor, estariam sob forte pressão. A energia contida nesse gás teria de se manter durante pelo menos um segundo. A única facilidade seria o combustível. Afinal, em cada metro cúbico de água do mar há 33 gramas de deutério, o primo pesado do hidrogênio. Mas qualquer material que entrasse em contato com o plasma, à temperatura de centenas de milhões de graus, acabaria derretido. Por isso se pensou usar como recipiente uma estranha gaiola magnética que impedisse o gás de se aproximar da parede metálica do reator.

Com as pesquisas chegaram a um aparelho formado por tubo metálico fechado na forma de uma câmara de pneu - ou toróide, em linguagem científica. À sua volta existe um enrolamento. Percorrido por uma corrente elétrica, nele surge um poderoso campo magnético que envolve o plasma como as cascas de uma cebola. Existe também outro campo magnético vertical para colocar o plasma mais corretamente. Nos aparelhos experimentais, como o que existe na Universidade de São Paulo, conseguiu-se temperaturas de até 5 milhões de graus. O recorde mundial de temperatura obtido até agora são os 200 milhões de graus do tokamak da Universidade de Princeton.

As experiências com fusão nuclear mais promissoras, além das que usam o confinamento magnético, são as que se baseiam no laser, cujo raio luminoso concentra num pequeno ponto grandes quantidades de energia. É algo extremamente sofisticado. As experiências realizadas no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, da Califórnia, fazem parte das pesquisas ligadas ao criticado projeto Guerra nas Estrelas e são, por isso, secretas. Outros testes são feitos no Japão. Sabe-se que átomos de deutério e trítio solidificados são feitos no Japão. Sabe-se que átomos de deutério e trítio solidificados são aprisionados em incríveis esferas ocas de metal de milésimos de milímetro de diâmetro, confinadas numa câmara de vácuo. Em seguida, os átomos são submetidos a um fogo cruzado de 20 feixes de 100 trilhões de watts de laser durante 1 bilionésimo de segundo. Atingidas por todos os lados pelo bombardeio, as bolinhas se aquecem tanto que se comprimem até fundirem. Só que, como no caso dos tokamaks, não se conseguiu obter mais energia do que a aplicada no processo.

 

Outra tentativa original consiste em reduzir a temperatura em que a fusão ocorre, usando partículas atômicas chamadas múons, que se formam naturalmente pela ação dos raios cósmicos ou nos aceleradores de partículas dos laboratórios. Quando se bombardeia uma mistura de deutério e trítio com múons, eles tendem a substituir os elétrons em volta dos átomos. Mas, como são 207 vezes mais pesados, giram tão próximos do núcleo que fazem o átomo original literalmente encolher. Isso leva os núcleos a se aproximar tanto que podem se fundir. Então, os múons ficam novamente livres e o ciclo recomeça.



Por modestas que sejam as esperanças de chegar à fusão, estima-se que ainda vai demorar 30 anos para termos um reator comercial, e por mais caras que sejam as pesquisas, as vantagens da fusão são sedutoras:

Segundo todos os cálculos, as futuras usinas de fusão nuclear poderão extrair de 1 metro cúbico de água uma quantidade de energia igual à de 2 mil barris de petróleo. 

Não produz radioatividade; portanto, sem o lixo atômico das usinas nucleares. 

Não produz dióxido de carbono, como os combustíveis fósseis que envenenam o clima da Terra. 

Não tem perigo de fugir do controle como as usinas de fusão, se algo der errado, simplesmente o reator para de funcionar.

 

Esse é o Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor), reator considerado como protótipo dos reatores comerciais, ficará pronto no início do próximo século. Tem 30 metros de altura e de raio. A propósito, não sei se deu para ver, mas tem um homem no canto inferior direito da figura...

 

Usando o Átomo para produzir energia:

 

A energia nuclear provém da fissão
nuclear do urânio, do plutônio ou do tório
ou da fusão nuclear do hidrogênio.
Atualmente utiliza-se quase somente o
urânio. O fator básico é que da fissão de
um átomo de urânio são produzidos 10
milhões de vezes a energia produzida
pela combustão de um átomo de
carbono do carvão ou do petróleo.
Como se vê a energia nuclear é uma
forma de energia bastante concentrada.

 

A Energia Nuclear

Em 16 de julho de 1945, ocorreu em Alamogordo, no estado americano de Nevada, o primeiro teste de uma bomba nuclear. A experiência prenunciou as explosões que destruiriam grande parte das cidades japonesas de Hiroxima e Nagasaki em 6 e 9 de agosto do mesmo ano. O fundamento físico de tais explosões, a energia nuclear, encontrou mais tarde vasto campo de aplicações pacíficas.
A energia nuclear é a que se obtém por processos de transformação de núcleos atômicos em outros, mediante mecanismos de fissão de núcleos pesados em fragmentos menores, ou de fusão de núcleos leves em outros maiores.
História. Logo depois de anunciada a descoberta da fissão nuclear, em 1939, também se observou que o isótopo fissionável que participa da reação é o urânio-238 e que se emitem nêutrons no processo. Especulava-se na época que uma reação de fissão em cadeia poderia ser explorada como fonte de energia. No entanto, ao iniciar-se a segunda guerra mundial, em setembro de 1939, os físicos voltaram suas pesquisas para tentar usar a reação em cadeia para produzir uma bomba.
No início de 1940, o governo americano destinou recursos para uma pesquisa que mais tarde se transformou no Projeto Manhattan. Esse projeto incluía trabalhos sobre enriquecimento de urânio para obter urânio-235 em altas concentrações e também pesquisas para o desenvolvimento de reatores nucleares. Eram dois os objetivos: compreender melhor a reação em cadeia para projetar uma bomba nuclear e desenvolver uma forma de produzir um novo elemento químico, o plutônio, que, segundo se acreditava, seria físsil e poderia ser isolado quimicamente a partir do urânio.
O primeiro reator nuclear foi construído na Universidade de Chicago, sob a supervisão do físico italiano Enrico Fermi. O equipamento produziu uma reação em cadeia em 2 de dezembro de 1942. Imediatamente após a segunda guerra mundial, cientistas e engenheiros de vários outros países empreenderam pesquisas destinadas a desenvolver reatores nucleares para a produção de energia em larga escala. Em 1956, o Reino Unido inaugurou em Calder Hall a primeira usina nuclear totalmente comercial. Um ano depois, entrou em operação a primeira usina americana desse tipo.
O número de grandes usinas nucleares aumentou rapidamente em muitos países industrializados até o final da década de 1970. Depois disso, houve uma significativa redução no ritmo de utilização da energia nuclear para fins comerciais, por diversas razões: a demanda de energia elétrica ficou muito abaixo do que se esperava; o custo de construção de novas usinas nucleares era alto; a opinião pública pressionava contra a construção de usinas, principalmente depois dos catastróficos acidentes ocorridos na usina de Three Mile Island, nos Estados Unidos, e em Tchernóbil, na Ucrânia, então parte da União Soviética. Entretanto, França, Japão, Coréia do Sul e Tailândia, que dispõem de poucas alternativas energéticas, continuaram a usar a energia nuclear.

 

Reacções Nucleares.

Três tipos de reações nucleares produzem grandes quantidades de energia: 

(1) a desintegração radioativa, processo segundo o qual um núcleo se converte espontaneamente no núcleo de outro isótopo ou elemento; 

(2) a fissão nuclear, pela qual um núcleo pesado se divide em dois outros e libera a energia neles contida;

(3) a fusão nuclear, segundo a qual dois núcleos atômicos leves, submetidos a temperaturas elevadíssimas, reagem para formar um único núcleo, de peso maior.

Todos os reatores nucleares produzem energia a partir da reação de fissão, mas os cientistas acreditam que a fusão nuclear controlada pode originar uma fonte de energia alternativa relativamente barata de geração de eletricidade, o que ajudaria a conservar o suprimento de combustíveis fósseis do planeta, em rápido esgotamento.
Produção de energia nuclear. No processo de fissão, um núcleo pesado, como o urânio, absorve um nêutron e se divide em dois fragmentos de massa aproximadamente idêntica. A reação libera grande quantidade de energia, assim como muitos nêutrons, que colidem com outros núcleos pesados e provocam sua fissão. A repetição desse processo gera uma reação em cadeia na qual vários bilhões de núcleos são fissionados numa pequena fração de segundos.
Num reator nuclear, essa série de fissões é cuidadosamente controlada, o que permite utilizar a enorme quantidade de energia liberada, que ocorre em forma de radiação e de energia cinética dos produtos da fissão lançados a altas velocidades. Boa parte dela se transforma em energia térmica quando os produtos da fissão entram em repouso. Uma porção dessa energia é usada para aquecer água e convertê-la em vapor de alta pressão, que faz funcionar uma turbina. A energia mecânica da turbina é então convertida em eletricidade por um gerador.
Além de valiosa fonte de energia elétrica para uso comercial, os reatores nucleares também servem para impelir alguns tipos de navios militares, submarinos e certas naves espaciais não-tripuladas. Outra importante aplicação dos reatores é a produção de isótopos radioativos, amplamente usados na pesquisa científica, na terapêutica e na indústria. Os isótopos são criados pelo bombardeamento de substâncias não-radioativas com os nêutrons liberados durante a fissão.

 

Combustível

O único material presente na natureza pronto para ser fissionado e capaz de manter uma reação em cadeia é o urânio-235. É um isótopo raro: no urânio natural, ocorre na proporção de um para aproximadamente 140 de outro isótopo, o urânio-238. Quando um nêutron lento colide com o núcleo do átomo de urânio-235, ele se torna repentinamente instável, divide-se em dois fragmentos e libera em média dois a três nêutrons. Desses nêutrons, ao menos um deve produzir outra fissão, caso se pretenda que a reação em cadeia continue. Isso é muito difícil de conseguir com o urânio natural, porque sua concentração de núcleos de urânio-235 é tão pequena que os nêutrons podem escapar do combustível nuclear sem colidir com o núcleo fissionável, ou podem se chocar com o núcleo do urânio-238 e serem absorvidos.
Para reduzir essa possibilidade, usa-se como combustível do reator o urânio enriquecido, que contém uma percentagem maior de urânio-235 do que o urânio natural. O enriquecimento se obtém por vários processos, como, por exemplo, difusão gasosa. Como os recursos de urânio-235 existentes no mundo são limitados, projetaram-se reatores regeneradores capazes de converter urânio não-fissionável e outros elementos em isótopos fissionáveis.

 

Moderadores

A maioria dos reatores comerciais de potência requer um moderador para reduzir a velocidade dos nêutrons, de forma a aumentar a possibilidade de que eles consigam fissionar o urânio-235. Substâncias como a água, o óxido de deutério (água pesada) e a grafita foram consideradas moderadores eficazes porque conseguem reduzir a velocidade dos nêutrons durante o processo de fissão sem reduzir muito seu número por absorção.
Barras de controle. O controle sobre a taxa de emissão de nêutrons, e portanto sobre a reação, se faz mediante a introdução no núcleo dos reatores de materiais que absorvem os nêutrons. Esses materiais, que podem ser barras de cádmio ou boro, são retirados gradualmente do núcleo do reator antes que uma reação em cadeia se inicie. Elas são reintroduzidas sempre que a série de fissões começa a se realizar a alta velocidade, o que poderia resultar na liberação de uma quantidade excessiva de energia e radiação, causando assim a fusão do núcleo.

Refrigerantes

O calor liberado pelas fissões é removido do núcleo do reator por uma substância refrigerante, que pode ser líquida ou gasosa. Os refrigerantes devem ter boas propriedades de transferência de calor, assim como fraca propriedade de absorver nêutrons. Tanto a água leve (comum) quanto a pesada são empregadas como refrigerantes, o que ocorre também com metais líquidos (sódio, por exemplo), hélio e várias outras substâncias.
Estrutura de contenção. À medida que a reação em cadeia prossegue, os produtos da fissão se acumulam no núcleo do reator. A maioria desses fragmentos é altamente radioativa e emite raios gama e nêutrons. Para proteger os operadores da usina e outras pessoas próximas da radiação desses fragmentos, e da radiação produzida diretamente pelo processo de fissão, o reator é cercado por paredes e um piso de concreto bastante espesso, que constituem a estrutura de contenção.

Rejeitos

O manipulação dos produtos radioativos da fissão é um problema mais difícil de resolver do que a contenção do núcleo do reator. Alguns desses resíduos nucleares se mantêm perigosamente radioativos por milhares de anos e, portanto, devem ser eliminados ou armazenados de forma permanente. Ainda não foi descoberto, no entanto, um método prático e seguro de tratamento desses resíduos.

 

Segurança

Como acontece a toda atividade humana, a produção de energia nuclear não pode ser considerada absolutamente isenta de riscos. As medidas preventivas visam, portanto, minimizar o risco de acidentes. Estudos realizados nos Estados Unidos na década de 1970 concluíram que era extremamente baixo o risco de um acidente numa usina nuclear atingir grande número de pessoas. Em 1979, porém, uma unidade da usina de Three Mile Island sofreu um grave acidente. Por uma combinação de erros de operadores da usina, associados à falha de uma válvula, a água refrigerante se perdeu e algumas partes do núcleo do reator fundiram. Grande quantidade de produtos de fissão foi liberada do reator para o interior da estrutura de contenção, que conseguiu reter a maior parte da radioatividade. A pequena quantidade que escapou teve sérias conseqüências.
Após as investigações, ficou claro que o elemento humano é muito mais importante como fator de segurança numa usina nuclear do que se havia reconhecido até então. Por essa razão, foram introduzidas várias mudanças no treinamento de operadores, técnicos e inspetores. Essas mudanças foram consideradas eficazes para reduzir a probabilidade de ocorrência de acidentes graves quanto o de Three Mile Island, mas aumentaram sensivelmente os custos de operação das usinas nucleares.
A questão da importância do elemento humano para o correto funcionamento das usinas nucleares voltou a ser debatida após a catástrofe de Tchernóbil, em 1986. Um dos quatro reatores da usina explodiu e pegou fogo. Antes que a situação pudesse ser controlada, 31 pessoas haviam morrido. Aproximadamente 25% do conteúdo radioativo do reator vazou, 135.000 pessoas tiveram que ser evacuadas do local e uma imensa área na vizinhança da usina foi de tal forma contaminada pela radioatividade que não pode mais ser cultivada. Na época, estimou-se que de quatro mil a quarenta mil casos de câncer resultariam desse acidente.

 

Energia Nuclear - Vantagens e Desvantagens:

 

Como todos sabemos, a energia nuclear é uma das alternativas energéticas mais debatidas no mundo: comenta-se, entre outros tópicos, se valerá a pena implementar centrais de produção nuclear ou se devemos apostar noutro tipo de energias que sejam renováveis, pois como sabemos a energia nuclear não é renovável, uma vez que a sua matéria-prima são elementos químicos, como o urânio, extraídos de minerais (no caso do urânio, um dos minerais utilizados é a autonite).

Apresentamos aqui algumas vantagens e desvantagens:

 

Vantagens:
- não contribui para o efeito de estufa (principal);
- não polui o ar com gases de enxofre, nitrogénio, particulados, etc.;
- não utiliza grandes áreas de terreno: a central requer pequenos espaços para sua instalação;
- não depende da sazonalidade climática (nem das chuvas, nem dos ventos);
- pouco ou quase nenhum impacto sobre a biosfera;
- grande disponibilidade de combustível;
- é a fonte mais concentrada de geração de energia
- a quantidade de resíduos radioactivos gerados é extremamente pequena e compacta;
- a tecnologia do processo é bastante conhecida;
- o risco de transporte do combustível é significativamente menor quando comparado ao gás e ao óleo das termoelétricas;
- não necessita de armazenamento da energia produzida em baterias;

 

Desvantagens:
- necessidade de armazenar o resíduo nuclear em locais isolados e protegidos*;
- necessidade de isolar a central após o seu encerramento;
- é mais cara quando comparada às demais fontes de energia;
- os resíduos produzidos emitem radiactividade durante muitos anos;
- dificuldades no armazenamento dos resíduos, principalmente em questões de localização e segurança;
- pode interferir com ecossistemas;
- grande risco de acidente na central nuclear.

* esta desvantagem provavelmente durará pelo menos uns 30 anos, a partir de quando já se esperam desenvolvidas tecnolgias para reciclagem e reaproveitamento dos resíduos radioactivos.


Observação:
- ao contrário do que muita gente pensa, a energia nuclear não é uma energia suja;

- os impactos ambientais causados pela deposição do resíduo radioactivo não são muito maiores que os impactes do lago de uma hidroeléctrica.

 


 


publicado por adm às 23:27 | comentar | favorito

Energia HidroElétrica

A Força dos Rios

Tudo começa na Usina Hidrelétrica. Como no Brasil temos um grande número de rios com quedas d´água esta é a opção mais prática, econômica e segura para a geração de eletricidade. As partes mais importantes são :
As Barragens; as Comporta; Vertedouro e a Casa de Máquinas;

 

As Barragens como o próprio nome diz têm a função de barrar o fluxo de água formando a represa, um grande lago onde a água fica armazenada.
As Comportas e o Vertedouro controlam o nível de água evitando que ela transborde, quando o nível da repressa passa do limite. As comportas são abertas e a água escoa pelo vertedouro.
Na Casa de Máquinas estão instaladas as turbinas que geram a energia elétrica. 
A água repressada entra na casa de máquinas por tubos (que são chamados dutos forçados) a força da água é que movimenta as turbinas fazendo girar o eixo que tem um grande ímã na parte superior, este em contato com as turbinas produz um campo magnético que gera a energia elétrica.
Depois de gerada, a energia elétrica sai da usina por cabos, diretamente para a estação elevadora. Através dos transformadores a tensão elétrica ou voltagem se torna aproximadamente 10 vezes maior do que ao sair da casa de máquinas, isto é necessário para que ela chegue até as cidades com força suficiente depois de percorrer grandes distâncias pela linha de transmissão sustentadas pelas torres.
Mas antes de entrar nas cidades e ser distribuída a energia elétrica precisa ficar de novo com a mesma voltagem que tinha ao sair da usina, 10 vezes menor, esta redução é feita na subestação rebaixadora.

 

Da subestação rebaixadora a energia segue seu caminho pela rede primária agora pelas linhas de distribuição, mas nesta etapa a voltagem é muita alta para ser consumida, antes de chegar na casa ela é novamente reduzida. Só agora a energia elétrica fica com quantidade de volts para consumo que varia de região para região.

Finalmente a energia entra para a rede secundária e chega até sua casa.
A concessionária de energia elétrica é a responsável da entrega da energia até o medidor ou relógio de cada residência ou estabelecimento.

 

Estado em Portugal

 

Em Portugal o potencial de aproveitamento de energia minihídrica está distribuído por todo o território nacional, com maior concentração no Norte e Centro do país.

O Decreto-Lei n.º 189/88 de 27 de Maio, abriu a actividade de produção independente de energia eléctrica a pessoas singulares ou colectivas públicas ou privadas, com o limite de 10 MW de potência instalada. Desde então até 1994 foram licenciados 120 empreendimentos de utilização de água para produção de energia. Destes 120 até a data apenas 44 estão em funcionamento, representando um total de 170 MW de potência instalada e uma produção de 550 GWh/ano.

Tendo em conta as antigas concessões, 34 minihídricas com uma potência total de 30 MW e 100 GWh/ano, e ainda 20 do SENV (Sistema Eléctrico Não Vinculado-Grupo EDP) com 56 MW e produtividade de 165 GWh/ano, o total de aproveitamento minihídrico situa-se actualmente em 98 centrais que correspondem a 256 MW de potência instalada e uma produção 815 GWh/ano.

 

No entanto nos últimos anos tem vindo a ser muito reduzido o número de candidaturas, isto devido a vários factores como:

- dificuldades nos processos de licenciamento, onde intervêm uma série de entidades diferentes sem coordenação entre elas.

- dificuldades na ligação à rede eléctrica por insuficiências da mesma.

- a falta de critérios objectivos para a emissão de pareceres das diversas entidades.

- restrições ambientais, em certos locais com potencial exploratório o impacte ambiental ou a legislação podem inviabilizar estes projectos.

- a falta de recursos humanos face ao número de pedidos, leva a que os processos se tornem morosos.

 

Futuro

 

Apesar de ser difícil estimar o potencial de exploração minihídrica existente é possível apontar para valores perto dos 1.000 MW, dos quais entre 500 e 600 MW são concretizáveis em poucos anos (até 2010), com uma produção média entre 1.500 e 1.800 GWh/ano.

No entanto, para isto será necessário uma série de medidas de forma a ultrapassar os actuais constrangimentos já referidos. 

Entre as várias medidas necessárias é fundamental:

- melhor articulação entre os vários organismos intervenientes nos processos de licenciamento.

- eliminação de indefinições relativas às competências legais na área de gestão do recurso hídrico.

- definição de critérios operacionais de conciliação dos condicionamentos ambientais.

- certificação dos promotores e consultores.

- adequar os meios humanos dos organismos licenciadores.

 

publicado por adm às 23:22 | comentar | favorito

A Energia Solar

Sol

A Fonte inesgotável de energia

Toda a vida naTerra depende da energia do Sol. A Energia Solar é a fonte de energia para a fotossíntese . Provê o calor necessário para plantas e animais sobreviverem. O calor do sol faz a água na superfície da Terra evaporar e formar nuvens que eventualmente provêem as chuvas.

 

Um processo fascinante acontece diariamente no espaço. Dentro do sol, massa é convertida diretamente em energia pelo processo de fusão nuclear onde quantias pequenas de massa geram uma quantia enorme de energia. Este potencial é ilustrado pela famosa lei de Einstein E = mc2, onde E é a quantia de energia criada, m é a massa da matéria destruída e c é uma constante de valor 300.000km/h - a velocidade de luz. De fato, o sol gera uma massiva quantia de 3.94 x 10 a 23 kW todo o dia, alcançando temperaturas de 5.700 graus Celsius. Essa energia é iradiada e leva aproximadamente 8 minutos para cobrir seus 129 milhões de kilometros de jornada até nos alcançar aqui na Terra. A energia total que atinge a superfície da Terra é de aproximadamente 80.000 x 10a12W, o que corresponte 10.000 vezes a demanda de energia global atual. 


Embora a Energia Solar seja a maior fonte de energia recebida pela Terra, sua intensidade na superfície da Terra é na verdade muito baixa devido à grande distância entre a Terra e o Sol e ao fato de que a atmosfera da Terra absorve e difunde parte da radiação . Até mesmo em um dia claro a energia que alcança a superfície da Terra é de apenas 70% do seu valor nominal.Sua intensidade varia de acordo com a região do planeta, condição do tempo, e horário do dia.

A exploração de combustíveis fósseis baratos fez da exploração solar uma coisa muito complicada para se preocupar até que o preço do petróleo começou a subir, comandado principalmente pelos países da OPEC nos anos setenta. 

Existem três tecnologias diferentes empregadas para capturar a energia solar assim distribuídas:

 

Solar térmica: usando energia solar para aquecer líquidos

 

O Efeito Fotovoltaico: a eletricidade gerada pela luz Solar

Solar Passiva: O aquecimento de ambientes pelo desing consciente de suas construções

Usar construções para para coletar o calor do sol era uma técnica aplicada desde a Grécia antiga. Formas de arquitetura solar também foram desenvolvidas pela arquitetura muçulmana que usaram o minarets de mesquitas como chaminés solares. Hoje, a tecnologia de energia solar passiva é a que está mais comercialmente desenvolviada de todas as tecnologias solares e compete muito bem em condições de custo com as fontes de energia convencionais. Pode prover até 70% da energia de que um edifício precisa, através de um design adequado e uma orientação solar correta; o aumento no custo é mínimo. Janelas de vidro grandes tiram proveito de grandes quantias de energia livre. O calor excessivo é evitado usando sacada ou plantando árvores - reduzindo a luz solar durante o verão, mas deixando a luz entrar o inverno quando o sol é baixo e as folhas caem. Este tipo de energia não é difundida no Brasil porque o clima aqui é predominantemente quente.

publicado por adm às 23:20 | comentar | favorito
10
Jul 10

Energia das marés

A energia das marés é obtida de modo semelhante ao da energia hidrelétrica.
Constrói-se uma barragem, formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina e produzindo energia elétrica, e na maré baixa o reservatório é esvaziado e água que sai do reservatório, passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo energia elétrica (fig. 5). Este tipo de fonte é também usado no Japão e Inglaterra. No Brasil temos grande amplitude de marés, por exemplo, em São Luís, na Baia de São Marcos (6,8m), mas a topografia do litoral inviabiliza economicamente a construção de reservatórios.



Caixa de concreto por onde, no sobe
e desce das marés, passa a água do mar cuja
energia é aproveitada na geração de eletricidade.

 

Energia das ondas

São surpreendentes as especulações sobre o aproveitamento energético do movimento das ondas: em teoria, se fosse possível equipar os litorais do planeta com conversores energéticos, as centrais elétricas existentes poderiam ser desativadas.

Basta pensar que uma onda de 3 metros de altura contém pelo menos 25 kW de energia por metro de frente. O difícil, talvez impossível, é transformar eficientemente toda essa energia em eletricidade — os dispositivos desenhados até hoje são em geral de baixo rendimento. E não é por falta de idéias — desde 1890, somente na Inglaterra foram concedidas mais de 350 patentes a dispositivos para aquela finalidade.

A maioria usa o mesmo princípio: a onda pressiona um corpo oco, comprimindo o ar ou um líquido que move uma turbina ligada a um gerador. Com esse processo, a central experimental de Kaimei, uma balsa de 80 por 12 metros, equipada com turbinas verticais, funciona desde 1979 em frente da costa japonesa, produzindo 2 MW de potência. Na Noruega, cujo litoral é constantemente fustigado por poderosas ondas, foi construída em 1985 uma minicentral numa ilha perto da cidade de Bergen, na costa Oeste. Ao contrário do sistema japonês, o equipamento não flutua no mar, mas está encravado numa escarpa. Produz 0,5 MW, o suficiente para abastecer uma vila de cinqüenta casas.Abaixo podemos ver três formas de conversores.

 

Coluna Oscilante de água

 

Aquí vale o empurrão

 

Coluna oscilante de Buoy.

 

A instalação consiste em um cilindro de concreto, disposto verticalmente num nicho aberto com explosivos na rocha. A extremidade inferior, submersa, recebe o impacto das ondas, que comprimem o ar coluna acima no cilindro. O ar, sob pressão, movimenta a turbina, antes de escapar pela extremidade superior. O movimento rítmico das ondas assegura que a turbina gere eletricidade sem parar. Mas o projeto mais original é, sem dúvida, o do engenheiro Stephen Salter, da Universidade de Edimburgo, na Escócia. Modelos reduzidos dele já foram testados no lago Ness — aquele mesmo do suposto monstro.

O sistema chama-se "pato de Salter" (Salter's cam, em inglês, eixo excêntrico de Salter; o nome em português vem do fato de o equipamento imitar o movimento das nadadeiras de um pato).

 

Pato de Salter

Consiste numa série de flutuadores, semelhantes ao flap dos aviões, ligados a um eixo paralelo à praia. A parte mais bojuda dos "patos", enfrenta as ondas, cujo movimento rítmico faz bater os flutuadores, girando o eixo que aciona a turbina como um pedal de bicicleta, que só transmite o movimento numa direção. O rendimento desse sistema promete ser excelente, pois parece capaz de aproveitar 80 por cento da energia das ondas. É esperar para ver. 



Como surgem as ondas

Todo surfista sonha com a onda perfeita, aquela que vem quebrando progressivamente, de uma extremidade a outra, permitindo as mais ousadas evoluções sobre a prancha. Como os célebres "tubos" de Jeffrey's Bay, na África do Sul, onde é possível ficar até dois minutos descendo a mesma onda. Perfeitas, ou imperfeitas, as ondas se formam a partir da ação dos ventos sobre a superfície do mar. Existe uma correlação bem definida entre a velocidade do vento e o tamanho das ondas. Tanto que a escala Beaufort, que mede a intensidade dos ventos, baseia-se na observação do aspecto da superfície marinha. 

Uma vez formadas, as ondas viajam pelo alto - mar até encontrar as águas comparativamente mais rasas, próximas à terra. Nesse encontro, a base das ondas começa a sofrer certa resistência. Isso faz aumentar sua altura. À medida que o fundo se torna mais raso, a crista da onda, que não está sujeita a essa resistência, tende a prosseguir com maior velocidade. E a onda quebra. Se o fundo do mar é rochoso, como no Havaí, as ondas alcançam grande altura; já na areia, a energia é absorvida, do que resultam ondas menores.

 

Energia das Marés

Em qualquer locar a superfície do oceano oscila entre pontos altos e baixo, chamaods marés, A cada 12h e 25m. Em certas baías grande, essas marés são amplificadas grandemente. Elas podem também criar ondas que movem a velocidade de até 18m por minuto.

Teoricamente tanto a energia cinética como a energia potencial dessas marés poderiam ser aproveitadas. A atenção recentemente foi focada na energia potencial das marés.

As gigantescas massas de água que cobrem dois terços do planeta constituem o maior coletor de energia solar imaginável. As marés, originadas pela atração lunar, também representam uma tentadora fonte energética. Em conjunto, a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar - hoje ou no futuro, mesmo considerando que o consumo global simplesmente dobra de dez em dez anos.

O problema está em como aproveitar essas inesgotáveis reservas. É um desafio à altura do prêmio, algo comparável ao aproveitamento das fabulosas possibilidades da fusão nuclear. Apesar das experiências que se sucederam desde os anos 60, não se desenvolveu ainda uma tecnologia eficaz para a exploração comercial em grande escala desses tesouros marinhos, como aconteceu com as usinas hidrelétricas, alimentadas pelas águas represadas dos rios, que fornecem atualmente 10 por cento da eletricidade consumida no - mundo (no Brasil, 94 por cento).

A idéia de extrair a energia acumulada nos oceanos, utilizando a diferença da maré alta e da maré baixa, até que não é nova. Já no século XII havia na Europa moinhos submarinos, que eram instalados na entrada de estreitas baías — o fluxo e o refluxo das águas moviam as pedras de moer. Mas os pioneiros da exploração moderna das marés foram os habitantes de Husum, pequena ilha alemã no mar do Norte. Ali, por volta de 1915, os tanques para o cultivo de ostras estavam ligados ao mar por um canal, onde turbinas moviam um minigerador elétrico durante a passagem da água das marés; a eletricidade assim produzida era suficiente para iluminar o povoado.

 

A teoria das barragens de marés é bastante simples, as vezes os problemas de engenharia é que são grandes demais, inviabilizando os projetos.

1. Maré Alta, reservatório cheio.

2. Com a maré baixa as comportas são abertas e a água começa a sair, movimentando as pás das turbinas e gerando eletricidade.

3. Maré baixa, reservatório vazio.

4. Com a maré alta as comportas são abertas e a água começa a entrar, movimentando as pás das turbinas e gerando eletricidade.

Muito mais tarde, em 1967, os franceses construíram a primeira central mareomotriz (ou maré motriz, ou maré - elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes.

O exemplo francês estimulou os soviéticos em 1968 a instalar perto de Murmansk, no mar de Barents, Círculo Polar Ártico, uma usina piloto de 20 MW, que serviria de teste para um projeto colossal, capaz de gerar 100 mil MW, ou oito vezes mais que ltaipu. A usina exigiria a construção de um gigantesco dique de mais de 100 quilômetros de comprimento. Mas a idéia foi arquivada quando se verificou que seria economicamente inviável. O desenvolvimento de um novo tipo de turbina, chamada Straflo (do inglês, straight flow, fluxo direto), permitiu reduzir em um terço os custos de uma usina mareomotriz.

Os canadenses foram os primeiros a empregá-la. Em 1984, acionaram uma usina experimental de 20 MW, instalada na baía de Fundy (na fronteira com os Estados Unidos, na costa Leste), onde o desnível de 20 metros entre as marés é o maior do mundo (na usina de Rance, por exemplo, a diferença é de 13,5 metros). No Brasil, que não prima por marés de grande desnível, existem três lugares adequados à construção dessas usinas.: na foz do rio Mearim, no Maranhão, na foz do Tocantins, no Pará, e na foz da margem esquerda do Amazonas, no Amapá. O impacto ambiental seria mínimo, pois a água represada pela barragem não inundaria terras novas, apenas aquelas que a própria maré já cobre.

 


publicado por adm às 23:14 | comentar | favorito