Energia das ondas

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA 
CELSO SUCKOW DA FONSECA – CEFET/RJ 
UNED ANGRA DOS REIS/RJ 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DO APROVEITAMENTO DA 
ENERGIA DAS ONDAS NO BRASIL COM 
ÊNFASE NO LITORAL DE ANGRA DOS REIS 
 
 
 
 
 
 
Wellerson Alves Reis 
 
 
Orientador: Prof. DSc. Ronney Mancebo Boloy 
 
 
 
 
ANGRA DOS REIS/RJ 
Junho/2015 
ii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CATALOGAÇÃO NA FONTE 
BIBLIOTECA CAMPUS ANGRA DOS REIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 R375a Reis, Wellerson Alves. 
 Análise do aproveitamento da energia das ondas no 
Brasil com ênfase no litoral de Angra dos Reis / 
 Wellerson Alves Reis. — 2015. 
 xi, 39 f. ; 30 cm. 
 
 Trabalho de Conclusão de Curso (Curso Técnico 
em Mecânica)—Centro Fed. Educ. Tec. Celso S. da 
Fonseca, Angra dos Reis, 2015. 
 Bibliografia: f. 37-39. 
 
 
 1. Energia das ondas - Brasil. 2. Energia 
elétrica 3. Angra dos Reis-RJ I. Título. II. Boloy, 
Ronney Mancebo 
 
 CDD 621.312134081 
 
 
iii 
 
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA 
CELSO SUCKOW DA FONSECA – CEFET/RJ 
UNED ANGRA DOS REIS/RJ 
 
 
 
Wellerson Alves Reis 
 
ANÁLISE DO APROVEITAMENTO DA ENERGIA DAS ONDAS NO 
BRASIL COM ÊNFASE NO LITORAL DE ANGRA DOS REIS 
 
 
 
 
 
 
Aprovado(a) pela banca examinadora 
BANCA EXAMINADORA 
 
____________________________________ 
Prof. DSc. Ronney Mancebo Boloy 
Orientador 
 
________________________________________ 
Prof. MSc. Jesus Puente Angulo 
 
_________________________________________ 
Prof. MSc. Jonni Guiller Miller 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado ao CEFET/RJ – Unidade 
Descentralizada em Angra dos Reis 
como requisito parcial para obtenção 
do diploma de Técnico em Mecânica 
iv 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradeço primeiramente a Deus, que me deu a 
oportunidade de estudar no CEFET/RJ Uned Angra dos 
Reis e chegar até o final do curso, e as futuras 
oportunidades que ele me trará. Agradeço aos meus pais, 
Roseli Meira Alves e Humberto Reis por sempre me 
apoiarem e incentivarem a sempre buscar o meu melhor. 
Agradeço também aos meus amigos que sempre estiveram 
do meu lado nas horas boas e nas ruins apoiando e 
ajudando no que era preciso. Agradeço também ao 
professor Ronney Mancebo Boloy, que me ajudou muito 
no desenvolvimento e pesquisa deste trabalho. 
v 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Você nunca sabe que resultados virão de sua ação, mas se você não fizer nada não existirão 
resultados”. 
 
Mahatma Gandhi. 
 
vi 
 
RESUMO 
 
Este trabalho apresenta situações e análises sobre uma forma de energia limpa e renovável e 
com amplo potencial teórico a ser explorado, que é a Energia Oceânica. Em seu contexto, 
existem diversas formas de se aproveitar as energias dos oceanos na sua conversão em energia 
elétrica como através das marés, correntes marítimas, gradientes de temperaturas e por fim as 
ondas que serão abordadas neste trabalho. Ao longo da pesquisa serão apresentados como 
ocorre o fenômeno, mostrando as fortes influencias que os fatores climático e geográfico 
afetam nas ondas e as características básicas de uma onda. Os métodos, mostrando regiões 
propícias ao aproveitamento energético onshore (costa), shoreline (próximo a costa) e 
offshore (afastado da costa). Tecnologias utilizadas para a conversão, mostrando empresas 
que atuam na área do aproveitamento da energia das ondas, e universidades que desenvolvem 
protótipos, foram realizadas essas análises no Brasil e no mundo. Posteriormente será 
avaliado se há ou não formas de se aproveitar a energia das ondas no litoral do município de 
Angra dos Reis ao sul do estado do Rio de Janeiro, apresentando dados, comparações e ideias. 
 
Palavras-chave: Energia Oceânica, Conversão, Ondas, Energia Elétrica, Angra dos Reis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
ABSTRACT 
 
This work presents and analyses situations related to clean and renewable energy and with 
broad theoretical potential to be explored, which is Ocean energy. In this context, there are 
several ways to take advantage of the energy of the oceans in their conversion into electricity 
as through the tides, currents, temperature gradients and finally the waves will be addressed in 
this work. Along this research will be presented how this phenomenon occur, showing the 
strong influence that climatic and geographic factors have on the waves and the basic 
characteristics of a wave. The methods, showing regions conducive to energy use onshore 
(coast), shoreline (near the coast) and offshore (away from the coast). This work will be show 
technologies used for the conversion, showing companies that operate in the field of wave 
energy utilization, and universities that develop prototypes in Brazil and in the world. It will 
subsequently be evaluated whether or not ways to harness the energy of the waves on the 
coast of the municipality of Angra dos Reis South of Rio de Janeiro, showing in hand, 
comparisons and ideas. 
 
Keywords: Ocean Energy, Conversion, Waves, Electricity, Angra dos Reis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
viii 
 
SUMÁRIO 
1.INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 1 
1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO ................................................................................................ 1 
1.2 PROBLEMÁTICA ........................................................................................................... 2 
1.3 ESTADOS DA ARTE SOBRE OS TRABALHOS CIENTÍFICOS PUBLICADOS NO 
APROVEITAMENTO DAS ENERGIAS DAS ONDAS PARA A GERAÇÃO DE 
ELETRICIDADE .................................................................................................................... 3 
1.4 IMPORTÂNCIA DO DESENVOLVIMENTO DO PRESENTE TRABALHO ............. 5 
1.5 OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS ......................................................................... 5 
2.ENERGIA DAS ONDAS ........................................................................................................ 5 
3.METODOLOGIA DE CONVERSÃO DA ENERGIA DAS ONDAS EM ENERGIA 
ELÉTRICA ................................................................................................................................. 8 
3.1 DISPOSITIVOS DE CONVERSÃO ..............................................................................10 
3.1.2 CORPOS OSCILANTES ........................................................................................ 11 
3.1.2.1 Pelamis ............................................................................................................. 11 
3.1.2.2 Oyster ............................................................................................................... 13 
3.1.2.3 PowerBuoy ....................................................................................................... 14 
3.1.2.4 AWS (Archimedes Wave Swing) ..................................................................... 15 
3.1.1 COLUNA DE AGUÁ OSCILANTES .................................................................... 17 
3.1.1.1 Limpet ............................................................................................................... 17 
3.1.1.2 Ocean Energy ................................................................................................... 18 
3.1.3 GALGAMENTO ..................................................................................................... 19 
3.1.3.1 Wave Dragon .................................................................................................... 20 
3.2 APLICAÇÕES DOS DISPOSITIVOS DE CONVERSÃO NO BRASIL ..................... 22 
4.SITUAÇÃO DA ENERGIA DAS ONDAS EM ANGRA DOS REIS ................................. 25 
5.CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ............................................................................. 35 
6.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 37 
 
ix 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Participação das fontes de energia primária na geração de eletricidade mundial em 
2008. Fonte: FLEMING, 2012. .................................................................................................. 1 
Figura 2: Perspectiva de crescimento da demanda mundial em energia primária de 2011 a 
2035. Fonte: IEA, 2011 .............................................................................................................. 2 
Figura 3: Definições básicas das características de uma onda. Fonte: FLEMING, 2012 .......... 6 
Figura 4: Relação das ondas com o leito marinho, conforme se aproximam da costa. Fonte: 
FLEMING, 2012 ........................................................................................................................ 7 
Figura 5: Modelo de circulação atmosférica global, baseado nos meridianos e direções dos 
ventos. Fonte: FLEMING, 2012 ................................................................................................. 8 
Figura 6: Distribuição Global do potencial energético das ondas ( kW/m, média anual em 
águas profundas). Fonte: SCHARFFER E RONCHI, 2010 ....................................................... 8 
Figura 7: Localização dos Dispositivos de Extração de Energia das Ondas. Fonte: SOUZA, 
2012 ............................................................................................................................................ 9 
Figura 8: Pelamis em operação. Fonte: PELAMIS, 2012 ........................................................ 12 
Figura 9: Pelamis e seu funcionamento com base na direção da onda. Fonte: PELAMIS, 2012
 .................................................................................................................................................. 12 
Figura 10: Esquema parque energético de Pelamis. Fonte: SOUZA, 2012 ............................. 12 
Figura 11: Esquema real de utilização do Oyster. Fonte: AQUA MARINE, 2015 ................. 13 
Figura 12: Esquema de um conversor de translação das ondas. fonte: AQUARET, 2015 ...... 14 
Figura 13: PowerBuoy em operação com visão emersa. Fonte: POWERBUOY, 2015. ......... 15 
Figura 14: Esquema funcionamento PowerBuoy. Fonte: AQUARET, 2015. .......................... 15 
Figura 15: Principio de funcionamento do AWS. Fonte: AWS, 2015. .................................... 16 
Figura 16: Esquema de operação real do AWS. Fonte: AWS, 2015 ........................................ 16 
Figura 17: Esquema de Funcionamento do LIMPET. Fonte: FLEMING, 2012. ..................... 18 
Figura 18: Central LIMPET em operação. Fonte: SOUZA, 2012............................................ 18 
Figura 19: Ocean Energy em operação: Fonte: OCEAN ENERGY, 2015 .............................. 19 
Figura 20: Esquema de funcionamento do Ocean Energy. Fonte: OCEAN ENERGY, 2015 . 19 
Figura 21: Esquema de operação do Wave Dragon. Fonte: WAVE DRAGON, 2015. ........... 21 
Figura 22: Princípio de Funcionamento do Wave Dragon. Fonte: WAVE DRAGON, 2015 .. 21 
Figura 23: Wave Dragon em operação: Fonte: WAVE DRAGON, 2015................................ 21 
x 
 
Figura 24: Dispositivo da Coppe/RJ em operação no porto de Pecém/CE. Fonte: Google 
Imagem ..................................................................................................................................... 23 
Figura 25: Esquema do dispositivo desenvolvido pela Coppe/RJ e a bomba hidráulica do 
mesmo. Fonte: FLEMING, 2012. ............................................................................................. 23 
Figura 26: Esquema da câmara hiberbárica e do conjunto turbina-geradora. Fonte: FLEMING, 
2012. ......................................................................................................................................... 24 
Figura 27: Esquema de funcionamento do dispositivo de Ilha Rasa. Fonte: (PLANETA 
COPPE, 2013). ......................................................................................................................... 25 
Figura 28: Esquema do dispositivo em estado operacional. Fonte: (PLANETA COPPE, 2013).
 .................................................................................................................................................. 25 
Figura 29: Mapa da localização de Angra dos Reis - RJ. Fonte: WIKIPEDIA, 2015 ............. 26 
Figura 30: Médias Mensais de energia das ondas entre Santa Catarina ao Sul do Rio de 
Janeiro, abrangendo o litoral de Angra dos Reis. Fonte: CARVALHO, 2010 apud FLEMING, 
2012. ......................................................................................................................................... 28 
Figura 31: Altura significativa de onda em situação normal na Baia da Ilha Grande no dia 
04/01/2009. Fonte: GODOI, V.A. et al., 2011. ........................................................................ 29 
Figura 32: Altura significativa de onda com ressaca na baia da Ilha Grande no dia 08/04/2009. 
Fonte: GODOI, V.A. et al., 2011. ............................................................................................ 30 
Figura 33: Mapa satélite de Angra dos Reis, mencionando áreas de possíveis aproveitamentos 
da energia das ondas. ................................................................................................................ 31 
Figura 34: Vista parcial da Baia de Angra dos Reis, próximo ao centro municipal. Fonte: 
Google Imagem. ....................................................................................................................... 32 
Figura 35: Vista da Baia da Ribeira. Fonte: Google Imagem .................................................. 33 
Figura 36: Vista parcial do sul da Ilha Grande, próximo a praias do Sul e do Leste. Fonte: 
Google Imagem ........................................................................................................................ 34 
 
 
 
 
 
 
xi 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1: Classificação dos conversores de energia das ondas conforme o princípio. Fonte: 
Adaptado de SOUZA, 2012. ....................................................................................................10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xii 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
kW/m – Quilowatts por mês 
TWh - Terawatts Hora 
kWh – Quilowatts Hora 
W- Watts 
MW – Megawatts 
GW – Giga watts 
kW – Quilowatts
1 
 
1.INTRODUÇÃO 
 
1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO 
 
Desde meados do século XIV após a revolução industrial, a busca de fontes de energia se 
tornou essencial no mundo. Com base nisso, cresce gradativamente o desenvolvimento 
tecnológico, muito além da conscientização da importância da preservação ambiental. As 
fontes de energia mais utilizadas são aquelas que se apresentam com mais facilidade de 
exploração, não importando se renováveis ou não. Esse equívoco existencial coloca em risco 
as reservas dessas fontes de energia, bem como o ritmo do desenvolvimento humano. O 
homem precisa ter um olhar de sustentabilidade sobre sua matriz de geração de energia, a 
busca de fontes de geração de energia a partir dos recursos renováveis. As energias renováveis 
são virtualmente inesgotáveis, entretanto em termos da quantidade de energia que é possível 
converter num determinado período existe limites. 
Em 2008 de acordo como mostrado na Figura 1, apresenta a porcentagem de produção das 
fontes de energia primária para a geração de eletricidade. Sendo 81.6% apresentado por 
combustíveis fósseis (não renováveis) somado com a energia nuclear, e apenas 18.4% 
decorrente de fontes renováveis, das quais 0.005% é energia oceânica (FLEMING, 2012). 
 
 
 
Figura 1: Participação das fontes de energia primária na geração de eletricidade mundial em 2008. Fonte: 
FLEMING, 2012. 
 
 
2 
 
Com base na Figura 2, vemos uma mudança no setor energético mundial ao longo dos 
anos onde se tem uma queda nos recursos não renováveis e um aumento dos renováveis. As 
energias renováveis são a fonte de energia que cresce mais rápido no mundo, a 2,8% por ano, 
podendo chegar a 15% da produção total de energia em 2035 (FLEMING, 2012). 
 
 
Figura 2: Perspectiva de crescimento da demanda mundial em energia primária de 2011 a 2035. Fonte: 
IEA, 2011 
 
1.2 PROBLEMÁTICA 
 
Apesar da pequena participação da energia oceânica na demanda energética mundial, 
existem algumas iniciativas mundo afora para promover seu desenvolvimento. Com base em 
estudos realizados pela Associação Européia de Energias Oceânicas (European Ocean Energy 
Association – EU-OEA), que por sua vez, desenvolveu em 2010 uma pesquisa para este tipo 
de energia, resultados afirmaram que a energia dos oceanos tem o potencial de atingir 3,6 GW 
instalados em 2020 e 188 GW em 2050, o que representaria 0,3% e 15% da demanda 
projetada, respectivamente (FLEMING, 2012). 
Os custos de produção de uma maremotriz ou conversor de energia das ondas, assim 
como sua manutenção atualmente tem alto custo. 
Um grande obstáculo a este tipo de aproveitamento energético é a falta de 
investimento e pesquisas na área, que a alguns anos começou a se tornar referência em 
energias renováveis. O fluxo de embarcações é afetado, pois apresenta um obstáculo ao 
3 
 
transito naval com os equipamentos de conversão sendo Offshore ou/e nearshore, além dos 
custos de instalações serem bem elevados. Os diferentes tipos de clima junto com aspectos 
ambientais e geográficos diversificados (Locais mais frios ou quentes, ventos mais fortes ou 
fracos e entre outros fatores.) de cada região geram também um problema, pois á áreas onde o 
aproveitamento e conversão da energia oceânica serão realizados de forma mais eficaz que 
outra, tendo regiões que o seu aproveitamento não será possível mesmo sendo áreas costeiras. 
 
1.3 ESTADOS DA ARTE SOBRE OS TRABALHOS CIENTÍFICOS 
PUBLICADOS NO APROVEITAMENTO DAS ENERGIAS DAS ONDAS 
PARA A GERAÇÃO DE ELETRICIDADE 
 
Existem diversas formas de se captar a energia dos oceanos e, hoje em dia, muitos 
dispositivos de conversão estão sendo testados no mundo. Podemos encontrá-los em diversos 
estágios, alguns já bem avançados e outros ainda em fase de aperfeiçoamento como, por 
exemplo, o dispositivo denominado Pelamis, com potência nominal 750 kW, e o projeto 
Limpet, com potência 500 kW, ambos lançados no Reino Unido; o projeto AWS, com 2 MW, 
da Holanda; o projeto OWC, com 400 kW, de Portugal; e o projeto Wave Dragon, com 
geração de 20 kW de potência na fase inicial, da Dinamarca. Estados Unidos, Canadá, 
Austrália, Irlanda e Japão, entre outros, todos eles são países que desenvolvem dispositivos e 
protótipos na área do aproveitamento da energia oceânica (ESTEFEN, S. et al., 2006). Os 
referidos dispositivos serão detalhadamente explicados com maior clareza ao longo do 
trabalho. 
Com a recente crise do petróleo que afetou bastante o Brasil e ainda aliando isso aos 
problemas do mundo atual, os investimentos para fontes renováveis como a dos oceanos são 
inevitáveis. Identificando que os oceanos possuem um potencial de cerca de 10TW, que está 
distribuído em energia das marés, térmicas dos oceanos, de correntes marítimas e por ondas, 
comparável com o consumo total da eletricidade do planeta, há uma ampla capacidade de 
crescimento energético a ser explorado (SCHAEFFER E RONCHI, 2011). 
Para Schaeffer (2010), “Os oceanos contêm o maior de todos os recursos naturais e 
que podem contribuir de forma significativa para as necessidades crescentes de energia a nível 
global, devido ao seu potencial energético enorme, principalmente para os países com grandes 
áreas costeiras”. 
Um aspecto peculiar das energias oceânicas foi a criação de uma rede internacional de 
centros nacionais de testes de energias oceânicas onde os desenvolvedores de tecnologias 
4 
 
reduzem os custos com testes de seus protótipos ao utilizar a infraestrutura existente, 
principalmente cabos offshore, acordos de compra de energia e permissões (ESTEFEN, S. et 
al., 2006). 
Foi criado um protótipo de conversão de energia das ondas (CEO) focado em locais 
com baixa amplitude das marés e com pouca incidência de ondas, como por exemplo, o mar 
Báltico. Em vista disso, esse protótipo possui tamanho e custo reduzidos. Pode ser aplicado 
em outros locais (BLAŽAUSKAS, N. et al., 2015). 
Outro método que pode ser utilizado em conjunto com um conversor da energia 
oceânica é a energia das correntes, na qual é utilizada de forma similar a eólica. A corrente 
passa pelas pás e as fazem girar, gerando energia mecânica, que pode ser convertida em 
elétrica (FLEMING, 2012). 
A simulação Hardware-In-the-Loop (HIL) é um poderoso meio para reduzir custos no 
projeto e fabricação de um sistema de engenharia. O HIL permite usar componentes reais 
dentro de uma simulação de um modelo matemático. Basicamente, um simulador capaz de 
criar ondas a partir de um sistema, para realizar testes com equipamentos tecnológicos de 
conversão (BRACCO, G. et al., 2014). 
De acordo com Souza (2012), foi argumentado sobre um método de tomada de decisão 
ou método de análise hierárquica (AHP), que por sua vez interpretam dados e informações 
pessoais ou lógicas, formando julgamentos e desempenhando medidas de relação de escala, 
dentro de uma estrutura hierárquica prescrita. Necessário para estudos de áreas propícias ao 
aproveitamento da energia das ondas e o tipo de equipamento que pode ser usado na 
conversão em energia elétrica daquela dada região. 
A Universidade Federal do Rio Grande desenvolve um protótipo de conversão de 
energia das ondas, e está sendo testado no laboratório da mesma, com o objetivo de analisar 
as ondas daquela região, os esforços que ela está sujeita, e também a capacidade de conversão 
do equipamento (FLEMING, 2012). 
Com base em testes realizados naCoppe/RJ. “O potencial energético das ondas no 
Brasil é estimado em 87 GW. Indicando que é possível converter cerca de 20% desse 
potencial em energia elétrica, o que equivale a cerca de 17 % da capacidade total instalada no 
país” (MOTTA, 2012). 
 
 
 
5 
 
1.4 IMPORTÂNCIA DO DESENVOLVIMENTO DO PRESENTE 
TRABALHO 
 
 Por dados já informados, as energias oceânicas tem grandes potenciais energéticos 
teóricos inexplorados, com base nessa informação vemos o quão importante é seu 
aproveitamento na geração de energia elétrica por se tratar de uma energia alternativa limpa e 
renovável e de grande capacidade de exploração. Muitos países do mundo já realizam 
diversas pesquisas de protótipos e locais onde seria de melhor aproveitamento, como também 
a regiões onde se tem em prática o uso das energias das ondas, principalmente os países do 
litoral Europeu onde se tem uma ampla capacidade de exploração das energias oceânicas 
devido aos aspectos geográficos. Por tais fatos, serão explicados de forma clara e sucinta 
estudos pertinentes à região do Litoral de Angra dos Reis, agregando informações se possível 
para futuros métodos de aproveitamento energético. 
 
1.5 OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS 
 
Este trabalho tem como objetivo apresentar à importância e formas de se aproveitar e 
converter energias das ondas no mundo e também no Brasil, dando ênfase ao litoral da cidade 
de Angra dos Reis no sul do estado do Rio de Janeiro, mostrando se há ou não formas de se 
aproveitar a energia oceânica. Do qual será colocado em pauta o aproveitamento das ondas 
dos oceanos, mostrando os tipos de tecnologias desenvolvidas no seu aproveitamento no 
Brasil e no mundo, e explicando suas características desde como ocorre o fenômeno até sua 
conversão em energia elétrica. 
2.ENERGIA DAS ONDAS 
 
A energia das ondas dos oceanos também pode ser chamada de energia solar, pois 
todo o processo se origina com a energia solar aquecendo de forma desigual a superfície 
terrestre, acarretando a formação de ventos que ao soprarem paralelos à superfície, transferem 
energia cinética para o mar e parte desta energia geram as ondas (SOUZA, 2012). De acordo 
com Fleming (2012), “A quantidade de energia transferida do vento para a superfície do mar 
vai depender: (i) da intensidade do vento, (ii) do tempo de atuação deste vento e (iii) da área 
sobre a qual está atuando”. Enquanto o vento se manter, as ondas vão tomando forma até 
6 
 
certo momento quando, devido aspectos geográficos e de ressonância, passam a ser 
independentes, não mais dependendo do vento. 
As ondas quando são formadas, podem viajar milhares de quilômetros sem perdas de 
energia, se propagando até encontrar um local de dissipação de energia no litoral. 
Levando em consideração que uma onda apresenta Crista, que é o ponto mais alto de 
uma onda, e Cavado, que é o vale mais profundo da onda, existem algumas características 
básicas de uma onda para melhor definição, como o comprimento de onda (L), que é a 
distância entre duas cristas, a altura (H), que é a distância na vertical entre a crista e o cavado, 
o período, que é o tempo de passagem de duas cristas, a esbeltez, que é a altura sobre o 
comprimento de onda (H/L), e a amplitude (a), que é a distância da linha média no centro da 
onda até a crista ou o cavado (Figura 3) (FLEMING, 2012). 
 
 
Figura 3: Definições básicas das características de uma onda. Fonte: FLEMING, 2012 
 
Em locais costeiros a energia diminui, em virtude da interação com o fundo do mar e 
também pode ser atenuada por outros fenômenos naturais. Ao contrário que se pensam as 
partículas fluidas que formam as ondas do mar não se movimenta longitudinalmente como 
geralmente muitos pensam, o seu movimento é elíptico em águas rasas, tornando-se cada vez 
mais achatado e seu movimento se torna apenas horizontal, para frente e para trás. E em águas 
profundas ela se apresenta de forma circular (SOUZA, 2012). Portanto quanto menor fica a 
profundidade ou próximo à costa, menor também será o comprimento da onda e maior será a 
altura da onda e o esbeltez (Figura 4). 
 
7 
 
 
Figura 4: Relação das ondas com o leito marinho, conforme se aproximam da costa. Fonte: FLEMING, 
2012 
 
 Como as ondas são geradas pelos ventos, sabe-se que o vento não é sempre o mesmo 
em todo o planeta, devido ao clima e aspectos geográficos de cada região, portanto as ondas 
variam ao longo do ano de acordo com o clima. Com base nestas variações no clima, as 
características das ondas variam de acordo com a região, é um fator importante para um 
empreendimento de conversão de energia de ondas, pois está diretamente relacionado com o 
potencial local (FLEMING, 2012). 
 De acordo com Fleming (2012), “além das variações sazonais locais o clima de ondas 
de determinada região depende também da circulação atmosférica global”. Com base na 
Figura 5 existem dois tipos de Ventos que apresentam maior influencia global nas ondas, os 
Ventos do Oeste, localizado mais próximo aos polos onde se apresentam áreas com os 
maiores aproveitamento da energia das ondas, como no Litoral Europeu. E os Ventos Alísios, 
localizados mais próximos a linha do equador e apresentam áreas com menor aproveitamento 
da energia das ondas, como no Brasil com exceção da parte sul. 
Para comprovar essa forte influencia dos ventos no aproveitamento energético das 
ondas a Figura 6 mostra a distribuição global do potencial energético em kW/m, de acordo 
com as localidades e os hemisfério, com isso, é possível notar mais claramente a grande 
influência dos fatores climáticos do globo num todo em relação as ondas e automaticamente 
em relação a energia dessas ondas, que auxiliam portanto, a determinar com devidos estudos 
se o investimento para se obter a energia das ondas trará (ou não) uma resposta positiva e 
compatível as expectativas. 
 
 
8 
 
 
Figura 5: Modelo de circulação atmosférica global, baseado nos meridianos e direções dos ventos. Fonte: 
FLEMING, 2012 
 
 
 
 
Figura 6: Distribuição Global do potencial energético das ondas ( kW/m, média anual em águas 
profundas). Fonte: SCHARFFER E RONCHI, 2010 
 
3.METODOLOGIA DE CONVERSÃO DA ENERGIA DAS ONDAS EM 
ENERGIA ELÉTRICA 
 
 O principal aspecto no aproveitamento da energia das ondas é como será feito a 
conversão em energia elétrica. Portanto, tem que ser levado em conta os dados geográficos de 
cada local de onde será aproveitado este recurso energético, ou seja, informações sobre 
amplitude e comportamento das ondas, potencial teórico de energia da região são essências. 
9 
 
Os dispositivos de conversão, também tem papel importante neste meio, pois ele realizará 
funções de conversão em distintos modos e também em diversos locais diferentes, de acordo 
de como ele foi projetado para aquela situação. 
Estes locais onde serão colocados os dispositivos são divididos em três regiões (SOUZA, 
2012): 
 
A. Dispositivos costeiros (shoreline ou onshore) 
B. Dispositivos próximos à costa (nearshore) 
C. Dispositivos afastados da costa (offshore) 
 
Figura 7: Localização dos Dispositivos de Extração de Energia das Ondas. Fonte: SOUZA, 2012 
 
A. Dispositivos Costeiros (shoreline ou onshore): Localizados fixados na costa, tem a 
vantagem de ter poucos gastos na sua geração de energia, pois não são necessários 
cabos submarinos e estarão mais próximos de centros consumidores. Porém, tem a 
desvantagem de a energia da onda chega à costa com menor intensidade, isso faz com 
que seja baixa a eficiência, No entanto, estas regiões costeiras ocorrem o fenômeno de 
difração e refração de ondas, fazendo com que a perda de eficiência energética não 
sejatão grande. 
 
B. Dispositivos próximos à costa (nearshore): Localizados entre 8 a 20 metros de 
distância da costa, Apresentam quase as mesmas características dos dispositivos 
costeiros, com a vantagem de uma maior eficiência energética, pois está localizado 
numa região marítima, onde a incidência de ondas é maior comparado o das regiões 
costeiras. 
 
10 
 
C. Dispositivos afastados da costa (offshore): Localizados a mais de 25 metros de 
distancia da costa, estes dispositivos são instalados em regiões de grandes 
profundidades, onde a perda de energia com o fundo do oceano não ocorre. Estes 
dispositivos estão expostos a ondas mais intensas comparadas aos dispositivos 
costeiros e próximos à costa. Porém, a transmissão de energia para o continente 
através de cabos submarinos são fatores limitantes e também geram maiores gastos de 
equipamento e manutenção. 
 
3.1 DISPOSITIVOS DE CONVERSÃO 
 
De acordo com Souza (2010), uma forma de classificar os dispositivos de conversão é 
através de seu funcionamento, ou seja, como ele realiza a tarefa de conversão de energia das 
ondas para energia elétrica. Partindo desse princípio, foi desenvolvida uma tabela, como 
mostra na Tabela 1, para melhor definição e compreensão de seu funcionamento. 
 
Tabela 1: Classificação dos conversores de energia das ondas conforme o princípio. Fonte: Adaptado de 
SOUZA, 2012. 
 POSIÇÃO CARACTERÍSTICAS/EXEMPLOS 
CORPOS OSCILANTES 
Submersos 
Translação (vertical) 
Ex.: AWS 
Rotação – Placas articuladas no fundo 
Ex.: Oyster 
Flutuantes 
Translação (vertical) 
Ex.: Aquabuoy 
Rotação 
Ex.: Pelamis 
COLUNAS DE ÁGUA 
OSCILANTES 
Fixas 
Isolada 
Ex.: LIMPET 
Integrada em quebra-mar 
Ex.: Foz do Douro 
Flutuantes Flutuam em alto mar 
Ex.: Ocean Energy 
GALGAMENTO 
Fixas 
Na costa 
Ex.: Tapchan 
Em quebra-mar 
Ex.: SSG 
Flutuantes No mar 
Ex.: Wave Dragon 
 
11 
 
3.1.2 CORPOS OSCILANTES 
 
 São dispositivos que depende somente do movimento e direção de propagação da onda 
para captação de energia, podendo ser Submersos ou flutuantes. Seus principais dispositivos 
de conversão é o Pelamis (atenuador), Oyster (pêndulo), Powerbouy (absorção pontual) e o 
AWS (absorção pontual submerso). 
 
3.1.2.1 Pelamis 
 
 É um dispositivo desenvolvido pela empresa Pelamis Wave Power, basicamente um 
atenuador progressivo (Figura 8), ou seja, são sistemas alongados e estão acoplados de forma 
que fiquem na mesma direção de propagação de onda, fazendo com que com na passagem da 
onda a energia seja aproveitada (CARVALHO, 2010). 
 O Pelamis é um dispositivo offshore semi-submerso, geralmente localizado em águas 
com profundidades entre 50m a 70m de profundidade para melhor eficiência e com uma 
potência de 750 kW. Consiste em 4 ou 5 segmentos cilíndricos com 3 a 4 juntas flexíveis 
articuladas respectivamente, com o movimento das ondas essas juntas se movem em ambos os 
sentidos vertical e lateral (Figura 9), fazendo com que um fluido contido nestas articulações 
seja bombeado para câmaras de alta pressão ou acumuladores hidráulicos e está energia 
contida nos acumuladores seja convertida em eletricidade através de gerados elétricos. O 
sistema de amarrações é feito por cabos com boias e pesos presos ao subsolo do mar fazendo 
com que o dispositivo fique estabilizado naquele local. 
 Com base na Figura 10, vemos o quão rentável e eficaz é o aproveitamento de energia 
com o Pelamis em uma base teórica de um parque energético no mar contendo 40 Pelamis 
(SOUZA, 2012). Mostrando de uma forma sucinta as amarrações realizadas entre eles e o 
transporte de energia fazendo com que a eletricidade gerada pelo parque seja transmitida 
através de um cabo apenas. 
 
12 
 
 
Figura 8: Pelamis em operação. Fonte: PELAMIS, 2012 
 
Figura 9: Pelamis e seu funcionamento com base na direção da onda. Fonte: PELAMIS, 2012 
 
 
Figura 10: Esquema parque energético de Pelamis. Fonte: SOUZA, 2012 
13 
 
3.1.2.2 Oyster 
 
 É um dispositivo desenvolvido pela empresa Aqua Marine Power, e trata-se de um 
coletor quase totalmente submerso acoplado a um braço e sobre um eixo localizado no fundo 
do mar (Figura 12). 
 O Oyster é um equipamento nearshore, pois ficam fixados em locais de profundidades 
entre 10 a 15 metros (Figura 11) e com um potência de 315 kW (Oyster 1), mas a empresa 
está em um projeto de aperfeiçoamento do dispositivo que terá uma potencia de 800 kW, e 
também está pesquisando áreas principalmente nos arredores da Escócia, onde tenha uma 
capacidade de 40 MW de aproveitamento energético. Oyster tem uma capacidade instalada 
potencial de 64 GW em todo o mundo (AQUA MARINE, 2015). 
 O seu Funcionamento é simples, o movimento das ondas faz com que os coletores se 
movam para frente e para trás, em consequência desse movimento a água é bombeada sob 
pressão localiza entre o braço coletor e o eixo do dispositivo para cabos submarinos, que são 
levados até o litoral onde se tem uma turbina semelhante a das hidrelétricas, que é conectada a 
um gerador para produzir a energia elétrica. 
 
 
Figura 11: Esquema real de utilização do Oyster. Fonte: AQUA MARINE, 2015 
 
14 
 
 
Figura 12: Esquema de um conversor de translação das ondas. fonte: AQUARET, 2015 
 
 
3.1.2.3 PowerBuoy 
 
 É um dispositivo desenvolvido pela empresa OPT (Ocean Power Technologies), trata-
se de uma estrutura flutuante que absorve a energia das ondas em todas as direções por força 
dos movimentos das ondas na superfície da água, podendo ser tipo boias com sistema de 
ancoração ou juntas a eixos presos ao fundo do mar (Figura 14). É considerado um dispositivo 
de absorção pontual que significa basicamente a capacidade para absorver energia de uma 
área de mar superior às dimensões do dispositivo (AQUARET, 2015). 
 O PowerBuoy é um dispositivo nearshore, sua distancia em relação a costa é até 25 
metros e uma potencia de mais ou menos 150 kW, como o implantado na escócia em 2011 
(Figura 13) (FLEMING, 2012). 
 O seu funcionamento consiste em um flutuador que se move para cima e para baixo 
em resposta ao movimento das ondas. O movimento relativo do flutuador impulsiona um 
sistema mecânico contido na sua base que converte o movimento linear do flutuador em um 
rotativo. O movimento rotativo impulsiona geradores elétricos que produzem eletricidade para 
a carga útil ou para exportação para aplicações marítimas próximas usando um cabo elétrico 
submarino. 
15 
 
 
Figura 13: PowerBuoy em operação com visão emersa. Fonte: POWERBUOY, 2015. 
 
 
Figura 14: Esquema funcionamento PowerBuoy. Fonte: AQUARET, 2015. 
 
3.1.2.4 AWS (Archimedes Wave Swing) 
 
 É um dispositivo de absorção pontual desenvolvido pela empresa Archimedes Wave 
Swing Ocean Energy, o movimento das ondas provoca a subida e descida do nível da água 
acima do dispositivo, induzindo uma diferença de pressão que provoca a subida e descida do 
dispositivo juntamente com as ondas (Figura 15). 
16 
 
 O AWS é um dispositivo nearshore e offshore em alguns casos dependendo de sua 
aplicação, e tem uma potência de 250 kW que foi implantada pela empresa em 2010 (Figura 
16) (AWS, 2015). 
 O seu funcionamento consiste em dois cilindros ocos, um sobre o outro, e em seu 
interior há ar pressurizado que faz com que o flutuador (cilindro superior) fique em equilíbrio. 
Com a passagem da onda a pressão no exterior varia, sendo mais alta na crista da onda e 
menores nas cavas, gerando um movimento na vertical do flutuador. Este movimento é 
utilizado para acionar um gerador elétrico que produz eletricidade que é transmitida por cabossubmarinos até a costa. 
 
 
 
Figura 15: Principio de funcionamento do AWS. Fonte: AWS, 2015. 
 
Figura 16: Esquema de operação real do AWS. Fonte: AWS, 2015 
 
17 
 
3.1.1 COLUNA DE AGUÁ OSCILANTES 
 
 São dispositivos que além de utilizar como base a onda para captação de energia, 
também utiliza a pressão do ar que se altera de acordo com o volume de água que aumenta e 
diminui com o movimento das ondas, podendo ser flutuantes ou estruturas fixas na costa. 
Seus principais dispositivos de conversão é o Limpet e o Ocean Energy. 
 
3.1.1.1 Limpet 
 
 Também chamado de Central LIMPET, é um dispositivo desenvolvido pela empresa 
Wevegen na Escócia, é considerado o primeiro dispositivo de energia das ondas a ser 
explorado comercialmente no Reino Unido de acordo com Sarmento e Cruz (2004). 
 O LIMPET é um dispositivo shoreline, ou seja, fixo na costa e tem uma potência de 
500 kW, e oferece energia a 400 habitações da ilha escocesa de Islay (Figura 18) (FLEMING, 
2012). 
 O funcionamento dessa estrutura é de forma parcialmente submersa ou oca, e uma 
parte fixada na costa com abertura para o mar abaixo da superfície da água, de forma a que o 
ar contido no seu interior seja comprimido pela coluna de água. As ondas provocam a subida 
e descida da coluna e funcionam como um pistão, comprimindo e descomprimindo o ar. Este 
ar é conduzido até a única abertura na parte superior o único local por aonde o ar tem vazão e 
também é onde está contida uma turbina, esse movimento de coprime e descomprime o ar faz 
essa turbina girar e consequentemente gerar eletricidade (Figura 17). 
 
 
18 
 
 
Figura 17: Esquema de Funcionamento do LIMPET. Fonte: FLEMING, 2012. 
 
 
Figura 18: Central LIMPET em operação. Fonte: SOUZA, 2012. 
 
3.1.1.2 Ocean Energy 
 
 É um dispositivo desenvolvido pela empresa Ocean Energy, e trata-se de um 
equipamento de coluna de água oscilante flutuante (Figura 19). Basicamente o princípio de 
geração e quase igual ao LIMPET, porém o que difere é que a turbina gira em um só sentido, 
tanto quando o ar é expulso da câmara, e quando é aspirado para dentro da mesma. 
 A Ocean Energy é um dispositivo Offshore, pois foi criado para resistir às severas 
condições impostas pelo oceano e suas tempestades com um poderoso sistema de amarração. 
Todo o sistema de extração está acima da linha d’água e não está em contato direto com a 
água do mar (SOUZA, 2012). Como acima de 25 metros da costa as ondas são de maiores 
amplitudes, consequentemente o dispositivo funcionará com maior eficiência. 
19 
 
 O equipamento funciona de forma que o movimento ondulatório da onda provoque a 
subida e descida de água (Figura 20), fazendo com que o ar contido na câmara seja bombeado 
para fora pela superfície livre de água dentro do equipamento e passa através da turbina junto 
a um gerador que através de cabos submarinos levam energia elétrica para o litoral. 
 
 
 
Figura 19: Ocean Energy em operação: Fonte: OCEAN ENERGY, 2015 
 
 
Figura 20: Esquema de funcionamento do Ocean Energy. Fonte: OCEAN ENERGY, 2015 
 
3.1.3 GALGAMENTO 
 
 São dispositivos que se baseiam no movimento da onda para encher uma espécie de 
laje ou reservatório, com a saída dessa água retida movimenta-se uma turbina e a captação de 
20 
 
energia é realizada. Podem ser Flutuantes ou estruturas fixas na costa. Seu principal 
dispositivo de conversão é o Wave Dragon. 
3.1.3.1 Wave Dragon 
 
 É um dispositivo desenvolvido pela empresa Wave Dragon, consiste em uma estrutura 
flutuante contendo dois refletores que concentram e elevam a altura das ondas, canalizando-as 
em uma rampa para o interior de um reservatório, e utilizam o mesmo principio de uma 
hidroelétrica (Figura 21). Atualmente o maior dispositivo conversor de energia e o primeiro 
dispositivo afastado da costa a ser desenvolvido, em junho de 2013 na Dinamarca 
(AQUARET, 2015). Ele também apresenta o maior potencial dos dispositivos utilizados e 
desenvolvidos no mundo. 
 O Wave Dragon é um dispositivo offshore, preferencialmente podem ser instalados 
em locais acima de 40 metros da costa e apresenta uma potencia nominal entre 4 a 11 MW 
(Figura 23) (SOUZA, 2012). A Wave Dragon criou sua própria empresa de projetos a 
TecDragon (Tecnologia da energia das ondas AS), e estão com um projeto inicial que será 
construir uma fazenda de ondas de aproximadamente 50 MW em Portugal (WAVE 
DRAGON, 2015). Como se trata de um dispositivo flutuante, não é necessário estar preso ou 
fixado ao fundo, portanto apenas apresentar um sistema de ancoragem. 
 De acordo com Fleming (2012), “o equipamento já passou por 15.600 horas de testes, 
nas quais foram demonstrados que nem peixes e nem detritos marinhos se acumulam no 
reservatório”. 
 O seu funcionamento (Figura 22) consiste basicamente em dois refletores que focam 
as ondas para uma rampa, e com isso é levada a um reservatório como já citado, a água 
contida temporariamente neste reservatório desce pela ação da gravidade passando por 
turbinas hidráulicas de baixa queda, situadas em sua região central, ocorrendo à produção de 
energia elétrica. Com a ajuda de bombas hidráulicas a água e retornada para o mar. 
 
21 
 
 
Figura 21: Esquema de operação do Wave Dragon. Fonte: WAVE DRAGON, 2015. 
 
 
Figura 22: Princípio de Funcionamento do Wave Dragon. Fonte: WAVE DRAGON, 2015 
 
 
Figura 23: Wave Dragon em operação: Fonte: WAVE DRAGON, 2015 
 
22 
 
3.2 APLICAÇÕES DOS DISPOSITIVOS DE CONVERSÃO NO BRASIL 
 
O Brasil tem uma costa que se estende pelo Oceano Atlântico, cobrindo 7.367 km e 
com a Plataforma Continental estendida (911 mil km²), cuja área equivale a cerca de 52% da 
superfície continental brasileira com base no Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – 
IBGE. Desta forma, com o intuito de aproveitar essa vasta área marítima para a geração 
energética, o Brasil também vem realizando estudos na área de conversão da energia das 
ondas em eletricidade com desenvolvimento de protótipos e futuras projeções de áreas 
propícias a esse tipo de aproveitamento. 
No Brasil, dois projetos se destacam ambos desenvolvidos pela Coppe, o centro de 
pós-graduação e pesquisa em engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. E com 
base em testes realizados na Coppe, “o potencial energético das ondas no Brasil é estimado 
em 87 gigawatts. Indicam que é possível converter cerca de 20% desse potencial em energia 
elétrica, o que equivale a cerca de 17 % da capacidade total instalada no país” (MOTTA, 
2013). O Brasil por suas características geográficas nunca foi incluso em debates ou fóruns 
que argumentavam sobre a geração de eletricidade através das ondas, como os países do 
litoral Europeu com seu grande aproveitamento energético, Porém de acordo com Estefen 
(2012), “não basta ter ondas grandes elas atuam em apenas 20% do ano. Já as ondas 
Brasileiras batem de forma constante em 70% do ano”. 
O primeiro projeto, uma usina próxima a um quebra-mar, portanto trata-se de um 
dispositivo onshore, localizado no Porto de Pecém/CE em parceria com a empresa Tractebel 
Energia SA, foi testado em 2012 e está agora em fase de aprimoramento (Figura 24) e com 
uma potência nominal de 50 kW. A própria energia gerada pelo dispositivo é consumida no 
porto onde está localizada, porém há planos de ampliação e mais pesquisas pertinentes a 
maior eficiência energética do mesmo a partir de 2017 (MOTTA, 2013). 
 
23 
 
 
Figura 24: Dispositivo da Coppe/RJ em operação no porto de Pecém/CE. Fonte: Google Imagem 
 
 O seu funcionamento consiste em um flutuador que com a passagem e movimento da 
onda de subida e descidafaz com que se mova verticalmente um braço articulado que está 
acoplado ao mesmo, ambos fixados a uma plataforma de sustentação, esse movimento axial 
do braço funciona como um pistão bombeando água doce em alta pressão através de um 
circuito fechado (Figura 25) (FLEMING, 2012). 
 
 
Figura 25: Esquema do dispositivo desenvolvido pela Coppe/RJ e a bomba hidráulica do mesmo. Fonte: 
FLEMING, 2012. 
 
 Essa água em alta pressão é levada a um acumulador hidropneumático junto a uma 
câmara hiperbárica que funciona como uma espécie de válvula, só permitirá a passagem da 
água quando submetida a devida pressão operacional desejada , logo atingida essa pressão, a 
água pressurizada é encaminhada a uma turbina Pelton que acoplada a um gerador faz com 
que se produza energia elétrica (Figura 26) (FLEMING, 2012). 
 
24 
 
 
Figura 26: Esquema da câmara hiberbárica e do conjunto turbina-geradora. Fonte: FLEMING, 2012. 
 
O outro projeto, mais recente, perto da Ilha Rasa, no Rio de Janeiro, a cerca de 14 
quilômetros do litoral, ou seja, um dispositivo offshore (Figura 27). O protótipo tem uma 
parceria com as empresas Furnas Energia e Seahorse Wave Energy inclui um flutuador de 11 
metros de altura sustentado por um pilar preso ao leito marinho a uma profundidade de 20 
metros. O dispositivo terá uma potencia nominal de 100 kW, com capacidade de abastecer 
cerca de 200 casas residenciais (PLANETA COPPE, 2013). 
O objetivo deste projeto visa futuramente atender as grandes plataformas de petróleo 
localizadas nas regiões do pré-sal, já que são consideradas enormes estruturas flutuantes e 
necessitam de uma grande demanda de energia, de acordo com Estefen (2013). A conclusão 
do projeto está prevista para 2015. 
O seu funcionamento consiste em um flutuador de 4,5 metros de diâmetro guiado por 
um pilar no centro, com o passar das ondas esse flutuador fará movimentos verticais de subida 
e descida variando de acordo com amplitude e continuidade das ondas (Figura 28), princípio 
semelhante ao outro dispositivo brasileiro, porém através de um sistema propriamente 
mecânico, o movimento do flutuador será transformado em uma movimentação rotativa no 
gerador acarretando a produção da energia elétrica, que será transmitida através cabos 
submarinos no leito do mar até a ilha onde será encaminhada a rede elétrica. 
25 
 
 
 
Figura 27: Esquema de funcionamento do dispositivo de Ilha Rasa. Fonte: (PLANETA COPPE, 2013). 
 
 
Figura 28: Esquema do dispositivo em estado operacional. Fonte: (PLANETA COPPE, 2013). 
 
4.SITUAÇÃO DA ENERGIA DAS ONDAS EM ANGRA DOS REIS 
 
 Angra dos Reis é uma cidade localizada ao sul do Estado do Rio de Janeiro na região 
Sudeste do Brasil, tem uma área territorial de 825,082 km² e uma população de 
aproximadamente 184.940 habitantes de acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e 
Estatística (IBGE) conforme mostra a Figura 29, e um vasto litoral contido na grande Baía da 
26 
 
Ilha Grande, propício à geração de energia elétrica através das ondas do mar. Como visto, o 
presente projeto tem como base estudar e analisar formas de aproveitamento da energia das 
ondas nesta região. 
 
 
Figura 29: Mapa da localização de Angra dos Reis - RJ. Fonte: WIKIPEDIA, 2015 
 
 A Zona Costeira de Angra dos Reis apresenta características físiográficas favoráveis à 
instalação de terminais portuários e atividades de apoio à indústria naval. Fatores como um 
litoral altamente recortado, com muitas enseadas, ilhas, áreas abrigadas e canais naturais 
profundos. Aspectos que por sua vez, necessitam de uma maior capacidade energética para 
atender com eficiência as empresas e o crescimento da população decorrente de alta atividade 
industrial, pesca e o turismo, com isso possibilitando um maior crescimento econômico da 
região. Portanto, a região apresenta uma alta capacidade de crescimento industrial e 
populacional, e o aproveitamento da energia das ondas iria ajudar a suprir essa grande 
demanda (INEA, 2015). 
 As empresas em destaques são de atividade naval e portuária, caso haja algum futuro 
investimento nesta região, a transmissão e a implantação de um sistema de geração de 
eletricidade através das ondas oceânicas iria ser facilitada por serem empresas costeiras 
(INEA, 2015). As empresas em destaque são: 
 
 O Estaleiro Brasfels, que têm contribuído para a autossuficiência na área de petróleo e 
gás natural, construindo plataformas, embarcações de apoio, e realizando reparos nas 
plataformas operantes na Bacia de Campos. 
27 
 
 
 O Terminal Portuário de Angra dos Reis, Administrado pela Technip, é um 
importante centro logístico para a movimentação de cargas e apoio a projetos offshore, 
especializado em carga geral, produtos siderúrgicos, trigo, petróleo e seus derivados. 
 
 O Terminal Marítimo da Baía da Ilha Grande (TEBIG), que atua no recebimento e 
exportação de petróleo, realizando operações de transporte duto viário de petróleo e 
derivados, carregamento e descarregamento de navios-tanque, abastecimento de 
combustíveis para navios e armazenamento e transferência de petróleo e derivados. 
 
A região de Angra dos Reis apresenta as únicas Usinas Nucleares do Brasil, conhecido 
como Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (Angra 1, 2 e 3), sendo que somente a Angra 
3 está em construção e está prevista para entrar em operação somente em 2018, e estão 
localizados na costa Leste de Angra dos Reis, especificamente na praia de Itaorna, é 
considerado um tipo de energia limpa, ou seja, não emitem poluentes. Angra 1 apresenta cerca 
de 657 MW de potência e Angra 2 cerca de 1350 MW de potência (ELETRONUCLEAR, 
2015), e toda a energia gerada é distribuída para a rede nacional, consequentemente nenhuma 
porcentagem dessa energia é consumida em Angra dos Reis. Relacionando este fato com o 
aproveitamento da energia das ondas, é que a utilização e a demanda seriam locais, ou seja, 
como a geração de energia através das ondas tem potência nominal bem menor que as usinas 
nucleares, consequentemente seria mais rentável o consumo de energia somente no âmbito 
municipal. 
Tendo em mente o conceito de energia das ondas e os mecanismos de como se converter a 
cinética das ondas em energia elétrica, é necessário realizar alguns estudos, analisando as 
condições primordiais como fatores climáticos e aspectos geográficos de Angra dos Reis. 
 Como mostrado na Figura 5 e 6, os ventos são fatores primordiais na geração das 
ondas, e os Ventos Alíseos são os que predominam nesta região, que por sua vez, geram 
ondas com baixas alturas e consequentemente não tendo uma grande eficiência no 
aproveitamento energético. Porém como já citado por Estefan (2012), não basta ter ondas 
grandes, elas precisam ser constantes e contínuas. 
 A analise do Potencial Teórico das ondas em Angra dos Reis baseia-se nas 
Bibliografias de CARVALHO (2012), FLEMING (2012) e GODOI, V. et al. (2011), onde se 
utilizam o modelo numérico espectral WAVEWATCH III (WW3), para obter dados sobre 
28 
 
altura, pico e direção de onda através de espectro, que descreve as condições de uma onda em 
um determinado momento, por influencia dos ventos locais e oceânicos. 
Com base nisso, foi adaptado um gráfico (Figura 30) que se estende de Santa Catarina 
ao Sul do Rio de Janeiro, que abrange a região do litoral de Angra dos Reis onde se mostra as 
médias mensais em 15 kW/m entre maio e setembro, com um pico neste dois meses. Nota-se 
que no verão esses valores caem para 10 kW/m. Apresentam uma média anual de 12,73 kW/m 
(FLEMING, 2012). 
 
 
Figura 30: Médias Mensais de energia das ondas entre Santa Catarina ao Sul do Rio de Janeiro, 
abrangendo o litoral de Angrados Reis. Fonte: CARVALHO, 2010 apud FLEMING, 2012. 
 
Foram realizados estudos sobre a propagação das ondas geradas pelo vento, via 
modelagem numérica, na Baia da Ilha Grande, diante de dois cenários diferentes: em situação 
recorrente e em situação de ressaca. Para entendermos melhor o comportamento e a altura 
significativa de uma onda na região de Angra dos Reis (GODOI, V.A. et al., 2011). 
 A Figura 31 mostra a altura significativa de onda do dia 04/01/2009, encontrada na 
Baia da Ilha Grande na ausência de eventos de ressacas. Apresentam alturas médias de 0,5m a 
1m em águas marinhas que abrange Angra dos Reis (GODOI, V.A. et al., 2011). 
 
29 
 
 
Figura 31: Altura significativa de onda em situação normal na Baia da Ilha Grande no dia 04/01/2009. 
Fonte: GODOI, V.A. et al., 2011. 
 
A Figura 32 mostra a altura significativa de onda do dia 08/04/2009, encontrada na 
Baia da Ilha Grande com a presença de um intenso evento de ressaca. Apresentam alturas 
médias de 0,5 m a 2,5m em águas marinhas que abrange Angra dos Reis (GODOI, V.A. et al., 
2011). 
Claramente é visto um campo de ondas heterogêneo, com uma zona de sombra ao 
norte da Ilha Grande na Enseada de Angra dos Reis, a qual é formada em razão de a Ilha 
servir como anteparo, ou seja, Agem de forma que os ventos mais intensos do atlântico sejam 
bloqueados e consequentemente as ondas, fazendo com que essa área seja de baixo 
aproveitamento energético. É possível observar também que as ondas diminuem 
gradativamente à medida que penetram na Baía, sugerindo a influência dos fenômenos não 
conservativos presentes em águas rasas, os quais envolvem a perda de energia (GODOI, V.A. 
et al., 2011). 
 
 
30 
 
 
Figura 32: Altura significativa de onda com ressaca na baia da Ilha Grande no dia 08/04/2009. Fonte: 
GODOI, V.A. et al., 2011. 
 
 Com base no presente estudo sobre a situação da energia das ondas em Angra dos Reis 
e mesmo com a falta de dados oceanográficos no local escolhido para o desenvolvimento da 
presente pesquisa, foram elaboradas três áreas que podem ou não servir para o aproveitamento 
e conversão da energia das ondas de acordo com aspectos econômicos, proximidades 
populacionais e potencial teórico: Baia do Retiro, Baia ou Enseada de Angra dos Reis e Sul da 
Ilha Grande. Relatando formas, vantagens e desvantagens e os tipos de dispositivos utilizados 
no mundo que poderiam ser usados nestas Áreas. 
31 
 
 
Figura 33: Mapa satélite de Angra dos Reis, mencionando áreas de possíveis aproveitamentos da energia 
das ondas. 
 
 Área 1: Localizada na Baia ou Enseada de Angra dos Reis (Figura 34), abrangendo 
toda a parte frontal do centro de Angra dos Reis e grande parte das atividades 
econômicas do município como o Turismo, a Pesca, e Industrias Portuárias e Navais. 
Vantagens da utilização de conversores de ondas: Trata-se de uma área com intensa 
atividade na industrial naval, com reparação de plataformas, descarregamento de 
petróleo, Importação e exportação de produtos portuários, além de apresentar uma 
parcela média da população do município, e o uso de conversores de ondas em 
eletricidade neste local, para suprir essa demanda, seria de grande importância para o 
crescimento econômico do município. 
Desvantagens da utilização de conversores de ondas: É uma área com grande fluxo 
de embarcações, como os de turismo, de pescadores, navios cargueiros, e outros tipos. 
E com a implantação de conversores poderiam atrapalhar o tráfego naval ou até 
mesmo acarretar acidentes. Além disso, como observado na Figura 32, essa região 
apresenta uma baixa altura de onda cerda de 0,5m, decorrente do bloqueio natural da 
32 
 
Ilha Grande que faz com que os ventos e as ondas cheguem com menos intensidade 
nessa área. 
Dispositivos de ondas que poderiam ser utilizados: Com base nos aspectos 
apresentados, seriam limitados os dispositivos de conversão que poderiam ser 
utilizados. Gerariam energia, mas de acordo com os aspectos geográficos locais, os 
dispositivos não operariam em sua capacidade total pelas características das ondas 
locais. 
 
 
 
Figura 34: Vista parcial da Baia de Angra dos Reis, próximo ao centro municipal. Fonte: Google Imagem. 
 
 Área 2: Localizada na Baia da Ribeira (Figura 35), a maior reentrância da costa dentro 
da baía da Ilha Grande. Em seu interior ficam as enseadas da Japuíba, do Ariró e de 
Bracuí. Tem como características grande número de ilhas rochosas e com abundante 
vegetação, geralmente rodeadas por pedras descobertas e submersas. Com 
profundidades de 3m a 14m [22]. 
Vantagens da utilização de conversores de ondas: Trata-se de uma área onde se tem 
uma grande porcentagem da população de Angra dos Reis, abrangendo os bairros mais 
populosos como Japuiba, Frade, Bracuí. Com isso concluímos que, quanto maior a 
população local, maior será o consumo de energia. Portanto a geração de energia 
elétrica através das ondas iria abastecer as distribuidoras de forma eficaz para suprir as 
residências locais. Além disso, essa área apresenta um baixo fluxo de embarcações. 
Desvantagens da utilização de conversores de onda: Apresenta uma característica 
em comum com a área 1, que são ondas relativamente de alturas significativas baixas 
decorrente da geografia local. Também outro aspecto da região é que retratam 
33 
 
margens muito sinuosas, podendo ser um obstáculo à utilização de dispositivos 
costeiros. 
Dispositivos de ondas que poderiam ser utilizados: Basicamente poderia ser 
utilizado os dispositivos que seriam mais convenientes com base nos dados, geografia 
da região, e potencia nominal, podendo ser flutuantes e submersos. Com exceção dos 
costeiros que pode não ser um bom investimento decorrente de margens sinuosas e de 
manguezais, com Áreas de proteção ambiental do Instituto Estadual do Ambiente 
(INEA) com o projeto da APA Tamoios, sendo necessário um Licenciamento prévio 
para utilização destas áreas costeiras para fins industriais. E com base na área 1, os 
dispositivo não operariam em sua capacidade total pelas características das ondas 
locais. 
 
 
 
Figura 35: Vista da Baia da Ribeira. Fonte: Google Imagem 
 
 Área 3: Localizada na parte Sul da Ilha Grande (Figura 36), abrangendo todo litoral 
sul da Ilha com praias exuberantes, grandes reservas ecológicas e áreas de proteção 
ambiental para preservar a Biodiversidade e o bioma local. Também tem como 
característica uma área voltada ao mar aberto com apenas uma ilhota no sudeste, 
chamada Jorge e Grego. Fatores que influenciam fortemente na intensidade dos ventos 
e das ondas. 
Vantagens da utilização de conversores de ondas: Trata-se de uma área voltada ao 
alto mar, portanto, estão sujeitos a grandes ventos e maiores regimes de ondas. Como 
mostrado nas Figuras 32 e 33, as médias de ondas nesta área variam entre 1m até 3m, 
fazendo com que a área 3 seja de melhor proveito a geração de energia através das 
34 
 
ondas do que as áreas 1 e 2, obtendo uma maior rentabilidade no potencial de um 
equipamento conversor. 
Desvantagens da utilização de conversores de ondas: Por ser uma área mais distante 
do continente, os gastos com manutenção de equipamentos, e transmissão de energia 
através de cabos submarinos poderiam ser altos. 
Dispositivos de ondas que poderiam ser utilizados: Se assemelha com a área 2, 
poderia ser utilizado o que mais seria conveniente com base nos dados, geografia da 
região, e potencia nominal do conversor, podendo ser submersos como o AWS e/ou 
flutuantes como o Pelamis. Com exceção dos costeiros, pois como já citado o litoral 
sul da Ilha Grande apresenta grandes áreas de proteção ambiental, algumas com o 
biomatotalmente preservado utilizado apenas para estudos da biodiversidade terrestre 
e marinha, e outras utilizadas apenas para o turismo com vigência do INEA. Uma 
característica da área 3 é que os dispositivos operariam em uma capacidade bem mais 
superior do que as áreas 1 e 2 pelas características das ondas locais. 
 
 
Figura 36: Vista parcial do sul da Ilha Grande, próximo a praias do Sul e do Leste. Fonte: Google Imagem 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
5.CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 
 
 Neste trabalho de conclusão de curso foram elaborados análises sobre o 
aproveitamento da energia das ondas para a conversão em energia elétrica no Brasil e no 
mundo, com ênfase ao litoral de Angra dos Reis. Mesmo com escassos materiais de pesquisas 
referenciais, foram coletados dados teóricos, gráficos, estudos geológicos e ambientais, para 
melhor compreensão das regiões estudadas. 
 De acordo com os dados coletados, percebe-se o quão grande é o crescimento das 
energias renováveis e consequentemente as dos oceanos que tem como característica o seu 
amplo potencial, cerca de 3,6 GW instalados em 2020 e 188 GW em 2050. Mostrando que os 
desafios e problemas enfrentados atualmente relacionados a esse tipo de aproveitamento 
energético tanto de pesquisa quanto de gastos ou custos, será superado ao decorrer do tempo e 
abrangerá aproximadamente 15% da demanda mundial em 2050 com base em pesquisas 
realizadas pela European Ocean Energy Association (EU-OEA). 
No Brasil, o potencial teórico energético das ondas é estimado em 87 GW. Indicando 
que é possível converter cerca de 20% desse potencial em energia elétrica, o que equivale a 
cerca de 17% da capacidade total instalada no país. Além disso, de acordo com Fleming 
(2012), “as ondas possuem um fator de capacidade consideravelmente alto no Brasil, maior do 
que o de outras energias renováveis, como da eólica, por exemplo,”. Isso faz com que seja 
promissor o aproveitamento da energia das ondas, incentivando aos estudos para obtenção de 
dados e pesquisas pertinentes ao assunto, obtendo maiores investidores e barateando os 
dispositivos. 
 Foram apresentados métodos de conversão da energia das ondas em diversos locais, 
com base nas características de ondas de cada região, pois vimos que aspectos geográficos e 
climáticos como os ventos, influenciam totalmente no potencial e rentabilidade do 
aproveitamento da energia das ondas, como os países mais ao norte ou ao sul do globo, que 
apresentam condições mais favoráveis a captação da energia das ondas do que os países mais 
ao centro do globo. Com a implantação de um dispositivo utilizado em mares europeu no 
Brasil especificamente em Angra dos Reis o equipamento não operaria em seu estado total, 
acarretando custos excedentes. O correto a ser feito é desenvolver um dispositivo próprio 
através de dados e estudos aprofundados para as condições que a região oferece, como os dois 
dispositivos de conversão criados e desenvolvidos pela Coppe/RJ, que foi implantado nas 
36 
 
regiões citadas e previamente decidido, de acordo com os aspectos e características das ondas 
locais. 
 Ao longo da pesquisa não foram apresentados cálculos que provem logicamente dados 
sobre Energia Cinética, Potencial e características de uma onda, pois tinha como base 
argumentar através de imagens, dados, gráficos e tabelas sobre o quão importante é o presente 
estudo a respeito das energias das ondas, um grande potencial pouco explorado no mundo 
atualmente, mostrando pesquisas, métodos de conversão utilizados no Brasil e no mundo, 
exibindo maneiras de se aproveitar a energia das ondas em Angra dos Reis. Incentivando e 
proporcionando futuras pesquisas mais detalhada a respeito das energias das ondas. 
 No desenvolvimento do presente estudo nota-se a falta de dados oceanográficos do 
local escolhido, que no caso de energia de ondas foram utilizados dados gerados por um 
modelo numérico, que podem servir de subsídio para levantamentos de climas de ondas reais. 
Portanto, é claramente notável que as energias das ondas estão em um estado de poucos 
avanços e desenvolvimento, e apresenta um grande caminho até se tornar uma opção 
energética viável. Porém, há um oceano de possibilidades e um potencial que não deve ser 
ignorado. Com base nesse contexto, recomenda-se que sejam feitos estudos, pesquisas e 
levantamento de dados mais precisos das energias das ondas em Angra dos Reis, e também 
realizar estudos para satisfazer as necessidades energéticas da Ilha Grande, mostrando áreas 
específicas, potenciais técnicos e teóricos. 
 De acordo com a presente pesquisa, os métodos e dados estudados serão de grande 
relevância no ramo cientifico, pois agrega informações para futuros métodos de 
aproveitamento da energia das ondas na geração de eletricidade no litoral de Angra dos Reis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
6.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
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