APROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA ATRAVES DE APARELHOS AEROBICOS
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APROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA ATRAVES DE APARELHOS AEROBICOS


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APROVEITAMENTO DE ENERGIA MECÂNICA 
ATRAVÉS DE APARELHOS AERÓBICOS PARA 
PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Alunos: Aline Rodrigues, Alison Pinheiro, Jessica Iria, Jhenifer Sena, 
Lilian Soares, Lucas Sinval, Pedro Henrique
Profº Orientadora: Lilian Carvalho
Profsº Co-Orientadores: Ive, Cristiano e Leonardo
BETIM, 2017
RESUMO
 Existem várias formas de gerar energia no Brasil. Gera-se eletricidade a partir de usinas hidrelétricas, termelétricas, eólica e outras. Cada modo de geração de energia tem suas próprias características. Infelizmente algumas destas utilizam meios que são prejudiciais ao meio ambiente. O presente trabalho propõe a análise e desenvolvimento experimental de um protótipo que tem como objetivo gerar energia elétrica de uma forma limpa, segura e sustentável, a partir da transformação de energia mecânica em cinética. Será idealizado para academias onde se pretende aproveitar a energia gerada pelo movimento de atletas em equipamentos de ginástica específicos como esteiras e bicicletas ergométricas para produção de energia elétrica para uso nas próprias academias.
INTRODUÇÃO
 Com o avanço da tecnologia a tão chamada GTD(Geração, Transmissão e Distribuição) de energia elétrica ficou cada vez mais viável em grandes escalas no mundo todo, inclusive no Brasil, onde grande parte da energia consumida vem de Usinas Hidrelétricas, quando fala-se em geração de energia a partir de usina hidrelétrica lembramos sempre de Itaipu, a maior usina hidrelétrica do Brasil e a segunda maior do mundo, perdendo apenas para a Hidrelétrica de Três Gargantas que atravessa o rio Yangtze pela cidade de Sandouping, localizada no Distrito Yiling na China, com a capacidade de geração de 22.500MW(megawatts). [1]
 A Usina de Itaipu foi construída por dois países, Brasil e Paraguai entre 1975 a 1982 e se localiza no Rio Paraná, na fronteira entre Brasil e Paraguai, por este motivo é chamada de binacional. Desde o inicio de sua operação a usina de Itaipu tem produzido mais de 2,4 bilhões de MWh, isto falando de energia limpa e renovável,com a capacidade de geração de 14.000MW. Em 2016, a Usina de Itaipu Binacional realizou um feito histórico ao produzir, em um único ano, mais de 100 milhões de MWh de energia limpa e renovável. No total, em 2016, foram produzidos 193.098.366 MWh de energia. [1]
 Anualmente, a usina produz entre 90 milhões a 95 milhões de MWh(megawatts-hora), quantidade suficiente para abastecer a cidade de São Paulo por três anos. A energia de Itaipu abastece principalmente as regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do Brasil e parte do território Paraguaio. [1]
Para a fonte hidráulica, o fluxo das águas é um combustível da geração de eletricidade. Para aproveitar a queda d\u2019água de um rio, por exemplo, estuda-se o melhor local para a construção de uma usina, levando-se em conta o projeto de engenharia, os impactos ambientais, sociais e econômicos na região, além da viabilidade econômica do empreendimento. As obras de uma usina hidrelétrica incluem o desvio do curso do rio e a formação do reservatório. A água do rio movimenta as turbinas que estão ligadas a geradores, possibilitando a conversão da energia mecânica em elétrica. [2]
O porte da usina também determina as dimensões da rede de transmissão que será necessária para levar a energia até o centro de consumo. No caso das hidrelétricas, quanto maior a usina, mais distante ela tem que a estar dos grandes centros. Assim, exige a construção de grandes linhas de transmissão em tensões alta e extra alta (de 230KV a 750KV) o que, muitas vezes, atravessa o território de vários estados. [2]
 Este tipo de geração de energia, apesar de grande utilidade e beneficiamento de grande parte do território brasileiro e paraguaio, também tem seus males, e certos males são irreversíveis, como por exemplo: [3]
Pode alagar cidades na construção da barragem, causando transtornos para a comunidade, pois precisam sair de suas moradias e se instalarem em outros lugares.[3]
Quando tem um grande período de estiagem podem ocorrer apagões nas cidades próximas.[3]
Mudança do clima local.[3]
Aumento de erosão e perda de terras férteis. [3]
É prejudicial aos peixes, pois com a barragem eles não podem desovar no local apropriado. [3]
 Em vista do conteúdo abordado no decorrer das pesquisas observa-se que a principal fonte geradora de energia elétrica é a força mecânica, sendo que ela está presente em quase todos os grandes meios de geração de energia elétrica, como por exemplo: hidrelétricas, campos eólicos, marés, entre outras.
REFERENCIAL
 De acordo com o site da Itaipu [4] antes de se transformar em energia elétrica, a energia deve ser convertida em energia cinética. O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina. A turbina consiste basicamente em uma roda dotada de pás, que é posta em rotação ao receber a massa de água 
 Turbina de Itaipu [5]	
 O último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que converte o movimento rotatório da turbina em energia elétrica.
Gerador de Itaipu [6]
 Para a geração de energia é necessário uma barragem para represar o rio, formando assim um desnível para a queda da água (aumento de energia potencial). Também necessita-se uma casa de força onde são instalados os equipamentos para a produção de eletricidade, que incluem a tomada d\u2019água, conduto forçado, gerador, sala de controle (CCR), sala de despacho de carga e salas de controle local. [4]
 A rotação da turbina, movimentada pelo fluxo d\u2019agua, faz girar o rotor do gerador, cujo campo magnético, ao se deslocar produz energia elétrica. [4]
A
Aparelhagem da usina de Itaipu [7]
 Baseando-se que a grande parte da energia produzida no Brasil vem das usinas hidrelétricas [2], e que a produção dessa energia é de forma mecânica, é possível produzir energia elétrica através de aparelhos aeróbicos de academias. 
O Brasil é o 2° país com o maior número de academias de ginástica no mundo, perdendo apenas para os Estados Unidos. Existem em torno de 32.000 unidades, segunda a Revista Exame [22]. Visto que em todas as academias possuem aparelhos aeróbicos como, bicicletas ergométricas, esteiras, simuladores de caminhada, entre outros, poderíamos utilizar a força mecânica desses aparelhos e transformar em energia elétrica de forma limpa, econômica e sustentável. A população se beneficiaria por dois lados, gastariam energia melhorando a saúde e também produziriam energia elétrica de forma limpa, sustentável, além de reduzir custos.
A turbina de Itaipu é um motor rotativo que utiliza a força da corrente de agua como energia mecânica, que é transferida para o gerador de energia elétrica através do movimento das maquinas. [4]
Para a execução deste projeto, foi utilizado o mesmo princípio da Usina de Itaipu (energia cinética) aplicado a um pequeno motor que será posteriormente acoplado ao aparelho aeróbico em questão. O modelo utilizado será descrito a frente.
JUSTIFICATIVA
No intuito de enfatizar a importância da força mecânica na geração de energia elétrica e, por conseguinte, aproveitar a força mecânica gerada em atividades comuns e rotineiras do dia-a-dia, viu-se uma grande oportunidade de fazer com que tal força possa ser transformada em energia elétrica de forma simples, econômica e sustentável. Neste trabalho será apresentado um protótipo para utilização em aparelhos aeróbicos em academias, afim de economizar energia elétrica, trazendo benefícios para o meio ambiente e financeiros.
OBJETIVO
O projeto tem como objetivo fazer com que bicicletas ergométricas de academia passem a gerar energia elétrica de forma limpa e sustentável através de energia mecânica com intuito de reduzir custos nas academias e preservar o meio ambiente.
- Objetivo Especifico
* Criar um sistema eficiente de obtenção de energia elétrica de