Artigo - Energia Termoelétrica (1)

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ENERGIA TERMOELÉTRICA
Felipe dos Santos Domingues
Isabella Schwanka da Silva Ramos
RESUMO
A extração de combustíveis fósseis, como gás natural e petróleo, desempenha um papel
significativo na economia global, mas também está associada a uma série de impactos
ambientais adversos. Este artigo revisa a literatura atual sobre os impactos ambientais
da extração de combustíveis fósseis, com foco nas atividades de perfuração, extração e
transporte.
Palavras chave: combustíveis fósseis, impactos ambientais, biodiversidade,
sustentabilidade.
1 INTRODUÇÃO
Enquanto fonte significativa na matriz energética mundial, a energia
termelétrica, gerada a partir da queima de combustíveis fósseis e biomassa, desempenha
um papel crucial na produção de eletricidade. No entanto, seu processo de geração está
intimamente ligado a severos impactos ambientais, especialmente em relação à emissão
de poluentes e ao uso intensivo de recursos hídricos. Este artigo se aprofunda no
funcionamento das usinas termelétricas e explora em detalhe seus impactos ambientais,
destacando a urgência de reavaliar essa dependência energética à luz das questões
ambientais contemporâneas.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Funcionamento das Usinas Termelétricas
O princípio básico por trás de uma usina termoelétrica é simples: converter
energia térmica em energia elétrica. O processo começa com a queima de um
combustível, que libera calor. Esse calor é então usado para aquecer a água e
transformá-la em vapor sob alta pressão. O vapor gerado é o motor principal da usina,
pois é ele quem aciona as turbinas que, por sua vez, movimentam os geradores elétricos.
2.2 Processo de Geração de Energia
1. Queima do Combustível: Tudo começa na fornalha, onde o combustível é
queimado, liberando grande quantidade de calor. Em usinas a carvão, por exemplo, o
carvão pulverizado é queimado em uma câmara de combustão. Em usinas que utilizam
gás natural, o combustível é queimado de maneira mais limpa, com menor emissão de
resíduos sólidos.
2. Geração de Vapor: O calor produzido na queima do combustível é usado para
aquecer água contida em tubulações ou em um grande reservatório, conhecido como
caldeira. A água se transforma em vapor de alta pressão e temperatura.
3. Movimentação da Turbina: O vapor sob pressão é então direcionado para as pás
da turbina a vapor, fazendo-a girar a uma velocidade muito alta. A turbina está
conectada a um eixo que, por sua vez, está acoplado ao gerador elétrico.
4. Geração de Eletricidade: Conforme a turbina gira, o eixo do gerador também
gira, e a energia mecânica é convertida em energia elétrica através de indução
eletromagnética. Um campo magnético em movimento dentro do gerador provoca o
fluxo de eletricidade.
5. Condensação do Vapor: Após passar pela turbina, o vapor é resfriado em um
condensador, onde é transformado novamente em água. Esta água pode ser recirculada
de volta para a caldeira para ser reaquecida, formando um ciclo fechado.
6. Controle de Emissões: As usinas modernas estão equipadas com sistemas de
controle de emissões para reduzir a quantidade de poluentes liberados na atmosfera. Isso
inclui filtros e precipitadores que capturam cinzas e outros sólidos, além de sistemas
para reduzir a emissão de gases nocivos como óxidos de enxofre e nitrogênio.
2.3 Funcionamento das Usinas Termoelétricas a Gás Natural
O processo de geração de energia em uma usina termoelétrica a gás natural
segue o ciclo básico de conversão de calor em energia elétrica, mas com características
específicas que aumentam sua eficiência e reduzem seu impacto ambiental.
1. Queima de Gás Natural: A geração começa com a queima do gás natural em
uma câmara de combustão. O gás natural, sendo composto principalmente de metano,
queima de forma mais limpa do que o carvão, produzindo principalmente dióxido de
carbono e vapor d'água, com quantidades menores de outros poluentes.
2. Geração de Vapor: O calor gerado pela queima do gás natural aquece a água em
um sistema de caldeira, convertendo-a em vapor de alta pressão. Este vapor é então
direcionado para a turbina.
3. Acionamento da Turbina: O vapor de alta pressão passa pelas pás da turbina,
fazendo-a girar. Esta rotação aciona um gerador conectado à turbina, iniciando o
processo de geração de energia elétrica.
4. Condensação: Após mover a turbina, o vapor é conduzido a um condensador,
onde é resfriado e retorna ao estado líquido. A água é então recirculada para a caldeira,
repetindo o ciclo.
2.4 Ciclo Combinado e eficiência
Muitas usinas termoelétricas a gás natural operam em um ciclo combinado, que
é uma configuração projetada para maximizar a eficiência do uso do combustível. No
ciclo combinado:
● Primeira Fase: O gás natural é queimado para gerar eletricidade através de
uma turbina a gás.
● Segunda Fase: O calor dos gases de exaustão da turbina a gás é utilizado para
gerar vapor em uma caldeira de recuperação de calor. Este vapor, por sua vez, aciona
uma segunda turbina, desta vez uma turbina a vapor, gerando mais eletricidade.
Este processo aproveita o calor que seria desperdiçado em uma usina
convencional, o que aumenta significativamente a eficiência total da usina. As usinas de
ciclo combinado podem alcançar eficiências de conversão de energia de até 60%,
significativamente mais altas do que as usinas tradicionais, que geralmente têm
eficiências na faixa de 35 a 50%.
2.5 Vantagens das usinas termoelétricas
Uma das principais vantagens das usinas termelétricas é a rapidez no processo
de construção. Comparadas às usinas hidrelétricas, por exemplo, as termelétricas têm
uma estrutura mais simplificada e não requerem a construção de barragens complexas.
Além disso, elas têm a capacidade de suprir rapidamente carências de energia, seja por
escassez de recursos naturais, dificuldades de acesso ou necessidades de
complementação da matriz energética. Sua capacidade de operar com uma variedade de
combustíveis, incluindo carvão, gás natural e biomassa, permite uma adaptação flexível
às condições locais e às necessidades específicas de cada região.
Outro ponto importante das usinas termelétricas é a acessibilidade de instalação.
Elas podem ser construídas em locais próximos às regiões de consumo, o que reduz os
custos de construção de extensas linhas de transmissão. Essa proximidade com os
centros urbanos ou industriais não só contribui para a estabilidade do fornecimento de
energia, mas também minimiza o risco de interrupções no abastecimento.
A energia termoelétrica também representa uma alternativa viável para países e
regiões que não possuem outras fontes energéticas disponíveis. Em áreas onde não há
rios para aproveitar a energia hidrelétrica, ou onde as condições não são propícias para a
instalação de parques eólicos ou painéis solares, as usinas termelétricas podem
preencher essa lacuna energética com facilidade.
2.6 Desvantagens das usinas termoelétricas
Um dos principais obstáculos associados à energia termoelétrica é o seu custo
elevado. Embora o processo de construção das usinas possa ser mais rápido e barato, o
custo da geração de energia em si tende a ser mais alto. Isso se deve principalmente ao
preço dos combustíveis fósseis utilizados no processo de produção.
Outro ponto de atenção é que apesar de operar com combustíveis fósseis, as
usinas termoelétricas contribuem para a emissão de gases de efeito estufa e outros
poluentes atmosféricos, exacerbando os desafios relacionados às mudanças climáticas e
à qualidade do ar. Além disso, a extração e queima desses combustíveis podem causar
danos ambientais significativos, incluindo a degradação de ecossistemas naturais e o
esgotamento de recursos. A dependência contínua de combustíveis não renováveis
também expõe as usinas termoelétricas a riscos de segurança e geopolíticos, à medida
que os países competem por acesso a recursos cada vez mais escassos e disputados.
2.7 O impacto no meio ambiente
Apesar das vantagens econômicas e operacionais das usinastermoelétricas, é
essencial reconhecer os impactos negativos que elas têm sobre o meio ambiente e a
saúde humana.
O crescimento da queima de combustíveis fósseis no Brasil tem contribuído para
um aumento significativo nas emissões de gases de efeito estufa. Esse aumento, de 9%
para 14% nas últimas duas décadas, é alarmante quando consideramos o impacto dessas
emissões no aquecimento global e nas mudanças climáticas. A principal fonte dessas
emissões são as usinas térmicas movidas a gás e óleo diesel, que liberam dióxido de
carbono (CO2), um dos principais gases responsáveis pelo aumento da temperatura
global.
Além do CO2, as usinas termoelétricas também emitem uma série de poluentes
atmosféricos prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente. Óxidos de nitrogênio
(NOx), óxidos de enxofre (SOx), material particulado e compostos orgânicos voláteis
estão entre os poluentes liberados durante o processo de queima de combustíveis. Esses
poluentes contribuem para problemas de saúde como doenças respiratórias,
cardiovasculares e até mesmo câncer.
Por último, a obtenção de combustíveis fósseis como gás natural e petróleo
envolve atividades altamente impactantes, como perfuração, extração e transporte.
Essas atividades podem causar danos significativos ao meio ambiente, incluindo
contaminação do solo, da água e dos ecossistemas locais. Vazamentos, derramamentos e
acidentes durante essas operações podem resultar em danos irreparáveis à fauna e à
flora, comprometendo a biodiversidade e a saúde dos ecossistemas.
3 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A revisão dos impactos ambientais da extração de combustíveis fósseis destaca a
necessidade urgente de abordar os desafios associados a essa atividade. Os danos
causados ao meio ambiente, incluindo a contaminação do solo, da água e dos
ecossistemas, representam uma séria ameaça à biodiversidade e à nossa saúde.
Diante desses desafios, é necessário que sejam implementadas políticas e
práticas de gestão ambiental eficazes. Isso inclui a adoção de tecnologias e
procedimentos de segurança aprimorados para reduzir os riscos de vazamentos e
acidentes, além de desenvolver estratégias para reduzir a dependência dos combustíveis
fósseis e promover a transição para fontes de energia mais limpas e sustentáveis.
REFERÊNCIAS
https://blog.esferaenergia.com.br/fontes-de-energia/usina-termeletrica
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https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/1022/1022
https://anaiscbens.emnuvens.com.br/cbens/article/view/527/527
https://doi.org/10.1590/S0103-40142007000100005
https://energiaeambiente.org.br/enfase-nas-termeletricas-risco-para-o-bolso-e-para-o-me
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