Este blog tem o objetivo de disponibilizar material de apoio e pesquisa para professores e alunos do ensino médio na área de recursos naturais e energia.
Para concluir vamos falar sobre as vantagens e desvantagens da energia eólica
Vantagens:
o É inesgotável; o Não emite gases poluentes nem gera resíduos; o Diminui a emissão de gases de efeito de estufa; o Os parque eólicos são compatíveis com outros usos e utilizações do terreno como a agricultura e a criação de gado;
Desvantagens:
o A intermitência, ou seja, nem sempre o vento sopra quando a electricidade é necessária, tornando difícil a integração da sua produção no programa de exploração; o Provoca um impacto visual considerável, principalmente para os moradores em redor, a instalação dos parques eólicos gera uma grande modificação da paisagem; o Impacto sobre as aves do local: principalmente pelo choque destas nas pás, efeitos desconhecidos sobre a modificação de seus comportamentos habituais de migração; o Impacto sonoro: o som do vento bate nas pás produzindo um ruído constante (43dB(A)). As habitações mais próximas deverão estar, no mínimo a 200m de distância.
O potencial eólico brasileiro é de 143,5 GW (GigaWatts), segundo um estudo da Centro de Pesquisa em Energia Elétrica (Cepel) do Ministério de Minas e Energia feito em 2005. O estudo levou em conta geradores de energia eólica de até 50 metros. Com o avanço tecnológico no setor, que permite geradores de até 80 metros atualmente no Brasil, o potencial cresceria mais ou menos 50%. O potencial instalado no Brasil é atualmente de 247,5 MW (MegaWatts), ou seja, 0,25% dos 99,7 GW gerados no país, segundo dados de dezembro de 2007. A tabela abaixo mostra dados de seis meses antes. O que impede a instalação de mais centrais eólicas ainda é o preço. A energia gerada por uma central eólica custa entre 60% e 70% a mais que a mesma quantidade gerada por uma usina hidrelétrica. Por outro lado, a energia do vento tem a grande vantagem de ser inesgotável e causar pouquíssimo impacto ao ambiente.
Abaixo veja um atlas geográfico do potencial eólico do Brasil. Clique na imagem para ampliar:
A energia eólica é a energia que provém do vento. A energia cinética provinda do vento também é uma fonte de energia e, portanto, pode ser transformada em energia mecânica ou elétrica. Um barco à vela usa a energia dos ventos para se deslocar na água. Esta é uma forma de produzir força através do vento. O vento gira uma hélice gigante conectada a um gerador que produz eletricidade. Quando vários mecanismos como esse - conhecido como turbina de vento - são ligados a uma central de transmissão de energia, temos uma central eólica. A quantidade de energia produzida por uma turbina varia de acordo com o tamanho das suas hélices e, claro, do regime de ventos na região em que está instalada. E não pense que o ideal écontar simplesmente com ventos fortes. "Além da velocidade dos ventos, éimportante que eles sejam regulares, não sofram turbulências e nem estejam sujeitos a fenômenos climáticos como tufões", diz o engenheiro mecânico Everaldo Feitosa, vice-presidente da Associação Mundial de Energia Eólica. A turbina de energia eólica mais simples possível consiste em três partes fundamentais:
• Pás do rotor: as pás são, basicamente, as velas do sistema. Em sua forma mais simples, atuam como barreiras para o vento (projetos de pás mais modernas vão além do método de barreira). Quando o vento força as pás a se mover, transfere parte de sua energia para o rotor;
• Eixo: o eixo da turbina eólica é conectado ao cubo do rotor. Quando o rotor gira, o eixo gira junto. Desse modo, o rotor transfere sua energia mecânica rotacional para o eixo, que está conectado a um gerador elétrico na outra extremidade;
• Gerador: na essência, um gerador é um dispositivo bastante simples, que usa as propriedades da indução eletromagnética para produzir tensão elétrica - uma diferença de potencial elétrico. A tensão é, essencialmente, "pressão" elétrica: ela é a força que move a eletricidade ou corrente elétrica de um ponto para outro. Assim, a geração de tensão é, de fato, geração de corrente. Um gerador simples consiste em ímãs e um condutor. O condutor é um fio enrolado na forma de bobina. Dentro do gerador, o eixo se conecta a um conjunto de imãs permanentes que circunda a bobina. Na indução eletromagnética, se você tem um condutor circundado por imãs e uma dessas partes estiver girando em relação à outra, estará induzindo tensão no condutor. Quando o rotor gira o eixo, este gira o conjunto de imãs que, por sua vez, gera tensão na bobina. Essa tensão induz a circulação de corrente elétrica (geralmente corrente alternada) através das linhas de energia elétrica para distribuição.
Abaixo veja um resumo do funcionamento de um rotor eólico. Clique na imagem para ampliar.
As ondas do mar possuem energia cinética devido ao movimento da água e energia potencial devido à sua altura. Energia elétrica pode ser obtida se for utilizado o movimento oscilatório das ondas. O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica.
A desvantagem de se utilizar este processo na obtenção de energia é que o fornecimento não é contínuo e apresenta baixo rendimento. As centrais são equipadas com conjuntos de turbinas bolbo, totalmente imersas na água. A água é turbinada durante os dois sentidos da maré, sendo de grande vantagem a posição variável das pás para este efeito. No entanto existem problemas na utilização de centrais de energia das ondas, que requerem cuidados especiais: as instalações não podem interferir com a navegação e têm que ser robustas para poder resistir às tempestades mas ser suficientemente sensíveis para ser possível obter energia de ondas de amplitudes variáveis. Esta energia é proveniente das ondas do mar. O aproveitamento energético das marés é obtido através de um reservatório formado junto ao mar, através da construção de uma barragem, contendo uma turbina e um gerador.
Existe uma pesquisa da UFRJ que visa o estudo e implementação de uma usina de geração de energia elétrica através do balanço das marés no litoral Cearense. Essa usina deve entrar em funcionamento em 3 anos e deve geral 400MW em sua primeira fase.
No maranhão houve a tentativa de implantar a primeira usina maremotriz do Brasil, mas o projeto não foi concluído. A barragem do Bacanga possui especificações idéias para gerar eletricidade. O local possui um extenso lago, a barragem, alta diferença de marés e as comportas, mas não há turbinas nem material para converter a energia da maré em energia elétrica. Ao final da obra, a energia gerada pela usina do Bacanga irá abastercer o campus da UFMA.
Continuando a falar da energia geotérmica. Vamos agora falar sobre as vantagens e desvantagens dessa fonte de energia.
As vantagens dos sistemas geotérmicos são tais que: • permitem poupar energia (75% de eletricidade numa casa) uma vez que substituem ar condicionado e aquecedores eléctricos.
• são muito flexíveis, uma vez que podem ser facilmente subdivididos ou expandidos para um melhor enquadramento, (e aproveitamento de energia) num edifício, e isto, ficando relativamente barato.
• libertam relativamente menos gases poluentes para a atmosfera que outras fontes de energia não renováveis.
Porém, este sistema contém algumas desvantagens a ter em consideração: • se não for usado em pequenas zonas onde o calor do interior da Terra vem á superfície através de géiseres e vulcões, então a perfuração dos solos para a introdução de canos é muito cara.
• os anti-gelificantes usados nas zonas mais frias são poluentes: apesar de terem uma baixa toxicidade, alguns produzem CFCs e HCFCs.
• este sistema tem um custo inicial elevado, e a barata manutenção da bomba de sucção de calor (que por estar situada no interior da Terra ou dentro de um edifício não está exposta ao mau tempo e a vandalismo), é contrabalançada pelo elevado custo de manutenção dos canos (onde a água causa corrosão e depósitos minerais).
A energia geotérmica é um tipo de energia que funciona graças à capacidade natural da Terra e/ou da sua água subterrânea em reter calor, e consiste em transferir esse calor, num sistema composto de canos subterrâneos e de uma "bomba de sucção de calor", para aquecer ou arrefecer um edifício. Uma bomba de sucção de calor é a componente do sistema que necessita de energia elétrica para poder funcionar. O seu papel consiste em extrair energia térmica da terra para um edifício durante o inverno e o contrário acontece durante o verão onde transfere o calor do edifico até uma zona mais fria da terra, assim mantendo o edificil com uma temperatura sempre agradável. Para isto ser realizável, a energia térmica tem de viajar através de um meio líquido (água subterrânea) contendo uma solução que previne a gelificação da água nos locais onde ela atinge temperaturas baixas.
Por fim vamos falar das vantagens e desvantagens do uso de energia nuclear.
Vantagens:
• Não contribui para o aquecimento global (principal); • Não polui o ar com gases de enxofre, nitrogênio, etc; • Não utiliza grandes áreas de terreno; • Não depende do clima; • A quantidade de resíduos radioativos gerados é extremamente pequena e compacta se comparada a quantidade de energia gerada;
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; • Risco de acidente na central nuclear;
Energia nuclear no mundo. Destaque para alguns países:
Estados Unidos. Têm 104 reatores funcionando. É o país que mais possui reatores nucleares e que mais energia nuclear gera.
França Têm 59 reatores gerando 75% da eletricidade nacional. É modelo no tratamento do lixo atômico. Lidera o ranking dos exportadores.
Canadá Maior exportador de urânio do mundo. Desenvolveu uma tecnologia avançada de reatores. Tem 18 reatores produzindo 19% da eletricidade do país.
Rússia Tem as piores usinas do mundo. Os problemas de manutenção são crônicos. Há tráfico ilegal de urânio e de materiais radioativos. Carrega a mancha do acidente de Chernobyl.
Japão Têm 55 reatores gerando 30% da eletricidade. Reprocessa combustível na França e na Inglaterra. Tem também a maior usina nuclear do mundo(Kashiwazaki-Kariwa), com 8,2 GW de potência instalada.
China Têm 11 reatores. É o maior importador de tecnologia nuclear.
Brasil O Brasil tem 2 usinas nucleares (Angra 1- PWR, 657 MW e Angra 2 PWR, 1350 MW) em operação, gerando 3,14% da energia elétrica nacional. Há projeto de construção de mais uma usina(Angra 3 PWR, 1405 MW). Os planos de diversificação da matriz elétrica brasileira prevêem a construção de 4 a 8 usinas nucleares num horizonte até 2030, localizadas no nordeste e no sudeste do país. Abaixo uma foto de Angra 1 e 2
A energia nuclear não é uma fonte renovável já que utiliza uma matéria-prima bastante escassa no ambiente. Entretanto é uma fonte de energia limpa pois não emite CO2 e também gera energia de ótima qualidade. Para diversificar a matriz energética e depender menos de fontes mais poluidoras vale a pena confiar na energia nuclear.
O que é energia nuclear ? É a energia liberada quando ocorre a fissão dos átomos. Num reator nuclear ocorre em uma seqüência multiplicadora conhecida como "reação em cadeia“ (reação que estimula a sua própria repetição, no caso a absorção e liberação de nêutrons). Isso gera calor que irá aquecer uma caldeira com água. A partir daí o funcionamento é basicamente igual a uma termelétrica. A água aquecida se transforma em vapor que irá movimentar turbinas gerando energia cinética que é transformada em energia elétrica através de um gerador.
O que é um reator nuclear ? É um dispositivo em que se pode iniciar, manter e controlar uma reação nuclear em cadeia.
O que é combustível nuclear ? Combustível nuclear é o material que pode gerar energia por cisão dos respectivos núcleos dos seus átomos. Os combustíveis utilizados são o urânio natural ou o urânio enriquecido. Também são combustíveis nucleares o tório e o plutônio.
Estamos em um país com riqueza hídrica. Por esse motivo a energia hidrelétrica é algo muito rentável e eficiente. Ela pode apresentar suas desvantagens, principalmente se mal planejada, mas também apresenta suas vantagens. * Não gera poluição direta como uma termelétrica por exemplo; * A transformação da fonte natural em energia é um processo totalmente limpo; * Não gera resíduos poluentes; * Em um país como o Brasil, hidrograficamente rico, a energia hidrelétrica tem baixo custo;
Nesse site é possível aprender com detalhes tudo sobre energia hidrelétrica
Parece brincadeira, porém é possível gerar energia limpa através da lama.
Projeto da Universidade Federal de Rio Grande reaproveitará sedimento retirado de canal portuário para gerar energia suficiente para abastecer uma cidade de 1 milhão de habitantes.
Da mistura de lama, areia e resíduos orgânicos, retirada do fundo do mar, virá a energia capaz de abastecer uma cidade de 1 milhão de habitantes. Um projeto pioneiro desenvolvido no Rio Grande do Sul promete gerar energia elétrica a partir de micro-organismos presentes nos sedimentos da dragagem do canal do Porto de Rio Grande. Em cinco anos, a usina ecológica poderá chegar ao pico de 580 MWh e economizar até R$ 6 bilhões.
– É a capacidade de uma termelétrica do porte de Candiota, sem a produção de gás carbônico. Uma nova fonte de energia, com grande potencial de exploração – destaca o professor Fabrício Santana.
As dragagens são processos para remover sedimentos que se acumulam com o tempo no fundo do mar, a fim de manter ou aumentar a profundidade dos canais portuários, garantindo o acesso seguro dos navios. Em Itajaí, Santa Catarina, é utilizado o sistema de injeção d’água, que limpa o canal e redistribui os sedimentos. Já em Rio Grande o sistema é o de sucção. Uma embarcação chamada draga suga os resíduos, descartados a 20 quilômetros da costa, em áreas de grandes profundidades.
É deste material, aparentemente sem serventia, que virá a energia elétrica, além de milhares de toneladas de areia e lama. Para isso, os pesquisadores adotam a tecnologia do micróbio elétrico (micro-organismo com capacidade de gerar eletricidade), que teve por base descobertas da década de 60, na Bélgica e nos Estados Unidos. O processo aproveita todo o sedimento retirado do canal. Areia e lama, que correspondem a 96% do material, podem ser comercializadas na construção civil. O restante, onde estão presentes os micróbios elétricos, é utilizado na produção de energia.
O processo aproveita a respiração desses micróbios, que durante a queima (oxidação) da matéria orgânica liberam elétrons, captados por um condutor que gera a corrente elétrica (eletrodos). Associado ao sistema, um circuito elétrico converte a voltagem para valores comerciais tradicionais – 110 ou 220 volts.
Em pequena escala, como nos trabalhos realizados em laboratórios hoje, a quantidade de energia obtidas parece pequena. Porém, como a dragagem do Porto do Rio Grande produz 1,5 milhão de metros cúbicos de sedimentos ao ano, os números decolam. Em cinco anos, segundo a previsão do próprio porto, serão removidos 6,5 milhões de metros cúbicos de resíduos.
A materialização dessa tecnologia depende da construção de uma planta piloto para o tratamento dos sedimentos, prevista para começar no segundo semestre. Para isso, a Secretaria Estadual da Ciência e Tecnologia investirá R$ 300 mil, o porto cederá a área e mais R$ 60 mil, e a Furg subsidiará outros R$ 640 mil, pagos em horas de trabalho dos pesquisadores. No total será investido R$ 1 milhão em três anos.
– Torna o processo de dragagem sustentável. Alia geração de renda e preservação ambiental – destaca o oceanólogo Lauro Calliari, estudioso dos sedimentos dragados.
