FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

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FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA.
TRABALHO SOBRE ENERGIA OCEÂNICA.
CUIABÁ-MT
2018
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA.
TRABALHO SOBRE ENERGIA OCEÂNICA.
 Projeto de pesquisa apresentado
 ao Curso Engenharia Mecânica da
 Faculdade UNIASSELVI, sobre Energia 
 Oceânica,da disciplina Fontes Alternativas
 De energia.
 Orientador Professor: 
CUIABÁ-MT
2018
SUMARIO
1. INTRODUÇÃO............................................................................................
1.1 JUSTIFICATIVA.......................................................................................
1.2 OBJETIVOS.............................................................................................
1.2.1 Objetivo geral.......................................................................................
1.2.2 Objetivos específicos.............................................................................
2. CONCLUSÃO..........................................................................................
3.BIBLIOGRAFIA.........................................................................................
1. INTRODUÇÃO
Energia Oceanica Exploracao no Mundo. 
Sabemos que existem gigantescas massas de água que cobrem dois terços do nosso planeta que constituem o maior coletor de energia solar imaginável. Os raios solares não apenas aquecem a água da superfície, como também põe em movimento a maquinaria dos ventos que produz as ondas. Finalmente, as marés, originadas pela atração lunar, que a cada 12 horas e 25 minutos varrem os litorais, também representam uma tentadora fonte energética. Em conjunto, a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar - hoje ou no futuro, mesmo considerando que o consumo global simplesmente dobra de dez em dez anos.
O problema está em como aproveitar essas inesgotáveis reservas. É um desafio à altura do prêmio, algo comparável ao aproveitamento das fabulosas possibilidades da fusão nuclear. Apesar das experiências que se sucederam desde os anos 60, não se desenvolveu ainda uma tecnologia eficaz para a exploração comercial em grande escala desses tesouros marinhos, como aconteceu com as usinas hidrelétricas, alimentadas pelas águas represadas dos rios, que fornecem atualmente 10 por cento da eletricidade consumida no - mundo (no Brasil, 94 por cento).
Energia Oceanica Historia no Mundo. 
A ideia de extrair a energia acumulada nos oceanos, utilizando a diferença da maré alta e da maré baixa, até que não é nova. Já no século XII havia na Europa moinhos submarinos, que eram instalados na entrada de estreitas baías o fluxo e o refluxo das águas moviam as pedras de moer. Mas os pioneiros da exploração moderna das marés foram os habitantes de Husum, pequena ilha alemã no mar do Norte. Ali, por volta de 1915, os tanques para o cultivo de ostras estavam ligados ao mar por um canal, onde turbinas moviam um minerador elétrico durante a passagem da água das marés; a eletricidade assim produzida era suficiente para iluminar o povoado. Muito mais tarde, em 1967, os franceses construíram a primeira central maremotriz (ou maré motriz, ou maré - elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes, a usina de Rance é a única no mundo a produzir, com lucro, eletricidade em quantidade industrial a partir das marés.
O exemplo francês estimulou os soviéticos em 1968 a instalar perto de Murmansk, no mar de Barents, Círculo Polar Ártico, uma usina piloto de 20 MW, que serviria de teste para um projeto colossal, capaz de gerar 100 mil MW, ou oito vezes mais que Itaipu. A usina exigiria a construção de um gigantesco dique de mais de 100 quilômetros de comprimento. Mas a ideia foi arquivada quando se verificou que seria economicamente inviável. O desenvolvimento de um novo tipo de turbina, chamada Straflo (do inglês, straightflow, fluxo direto), permitiu reduzir em um terço os custos de uma usina mareomotriz.
Os canadenses foram os primeiros a empregá-la. Em 1984, acionaram uma usina experimental de 20 MW, instalada na baía de Fundy (na fronteira com os Estados Unidos, na costa Leste), onde o desnível de 20 metros entre as marés é o maior do mundo (na usina de Rance, por exemplo, a diferença é de 13,5 metros).
Atualmente existem no mundo algumas usinas geradoras de energia por maré já em operação ou sendo construídas, entre estes países estão a França, o Canadá, o Japão, a Austrália e o Reino Unido.
A energia que vem do mar
Depois de gerar eletricidade a partir da luz solar e dos ventos, a humanidade investe numa nova e promissora fonte energética: as ondas dos mares. O Brasil começa a explorar essa alternativa, que deverá estar amadurecida em até 20 anos.
Energia Oceanica Historia no Brasil.. 
A usina de Pecém (CE), instalada em 2012, foi o primeiro protótipo na América Latina a gerar eletricidade a partir das ondas (Crédito: Divulgação)
Instalação pioneira
A primeira usina de geração de energia elétrica a partir das ondas do mar da América Latina foi instalada no quebra-mar do porto de Pecém (CE) e inaugurada em novembro de 2012. Ela funcionou experimentalmente até 2014. Era um protótipo, desenvolvido pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe) da Universidade Federal do Rio de Janeiro, que teve aporte de R$ 15 milhões da multinacional Tractebel Energia e apoio do governo do estado.
A usina era composta de dois módulos (cada um com flutuador circular, com 10 metros de diâmetro), instalados na ponta de dois braços mecânicos fixados no quebra-mar. Cada módulo funcionava isoladamente e vários deles poderiam ser postos lado a lado, formando uma “fazenda” de produção de energia. Seu funcionamento era simples. Com o movimento das ondas, os flutuadores subiam e desciam, mexendo o braço mecânico, que por sua vez acionava uma bomba para pressurizar água doce e armazená-la num acumulador conectado a uma câmara hiperbárica.
O líquido pressurizado era liberado na forma de um jato, com força similar à de uma queda d’água de 400 metros de altura. “Ele fazia girar uma turbina, que acionava um gerador de energia, produzindo eletricidade”, explica SegenEstefen, coordenador do projeto, da Coppe. Juntos, os módulos geravam 100 kW, o suficiente para acender cerca de 1.700 lâmpadas comuns de 60 watts. Devido ao fim do contrato com a Tractebel e às obras de ampliação do porto, o protótipo foi desativado. “Mas alcançamos nosso objetivo, que era conseguir conhecimento e experiência para usar em outros projetos do gênero”, diz Estefen.
A crescente demanda da raça humana por eletricidade e o fim previsível dos combustíveis fósseis têm incentivado a busca constante por alternativas para sustentar a civilização moderna. Nos últimos anos, duas fontes de energia limpa e renovável, a eólica (dos ventos) e a solar, consolidaram-se e já são comercializadas em várias partes do mundo.
Agora, uma terceira opção, as ondas do mar, começa a chamar atenção e a receber investimentos para o desenvolvimento de formas e tecnologias dedicadas ao seu aproveitamento. Pelo menos dez países, inclusive o Brasil, têm projetos nesses sentido, e dois deles, Portugal e Reino Unido, já a utilizam comercialmente.Calcula-se que em 15 ou 20 anos essa opção energética já terá adquirido uma relevância considerável. No Brasil, a mais recente iniciativa está sendo instalada no Rio de Janeiro.
As tentativas para gerar energia elétrica com as ondas vêm de longe: em 1799, o francês Phillip Girard registrou o primeiro pedido de patente de um motor movido por ondas. Não se sabe, porém, se ele tirou seu invento do papel. Um dos primeiros equipamentos para extrair eletricidade do mar registrados foi um motor construído em 1891 por Henry P. Holland, instalado na costa de San Francisco, na Califórnia. Mas o projeto não funcionou como planejado e foi abandonado.
Iniciativa já em operação plena: a Wavestar, da empresa dinamarquesa homônima, em Hanstholm (Dinamarca) (Crédito: Divulgação)
Após anos de tentativas, a primeira usina a funcionar de fato foi instalada no porto de Huntington, também na Califórnia, em 1909. Depois disso, o interesse pelas vagas marinhas como fonte de energia caiu e só foi retomado a partir da década de 1970, na esteira da primeira crise do petróleo. Hoje, estima-se que o mar tem potencial para gerar eletricidade capaz de atender todo o consumo do planeta.
No Brasil, com aproximadamente 8 mil quilômetros de litoral, calcula-se que a capacidade seja de 114 gigawatts (GW), equivalente a oito usinas de Itaipu ou a 77% da potência instalada no país, que é de 148 GW. “Desse total, 27 GW são de marés (Maranhão para cima) e 87 GW de ondas (abaixo do Maranhão)”, informa SegenEstefen, coordenador do Laboratório de Tecnologia Submarina (LTS) do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe), da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Após anos de tentativas, a primeira usina a funcionar de fato foi instalada no porto de Huntington, também na Califórnia, em 1909. Depois disso, o interesse pelas vagas marinhas como fonte de energia caiu e só foi retomado a partir da década de 1970, na esteira da primeira crise do petróleo. Hoje, estima-se que o mar tem potencial para gerar eletricidade capaz de atender todo o consumo do planeta.
No Brasil, com aproximadamente 8 mil quilômetros de litoral, calcula-se que a capacidade seja de 114 gigawatts (GW), equivalente a oito usinas de Itaipu ou a 77% da potência instalada no país, que é de 148 GW. “Desse total, 27 GW são de marés (Maranhão para cima) e 87 GW de ondas (abaixo do Maranhão)”, informa SegenEstefen, coordenador do Laboratório de Tecnologia Submarina (LTS) do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe), da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Potencial maior
Estefen idealizou e coordenou o primeiro protótipo latino-americano de usina geradora de eletricidade a partir das ondas, instalado em 2012 no porto cearense de Pecém, a 60 quilômetros de Fortaleza (veja quadro à pág. 33). Segundo ele, esse potencial de 114 GW é apenas ao longo da costa. “Em toda a Zona Econômica Exclusiva (ZEE) do Brasil [que se estende por 200 milhas – ou 370 quilômetros – mar adentro], os valores são muito superiores, mas ainda não há uma estimativa confiável”, diz. “Se desenvolvermos técnicas para aproveitar as ondas nessa área, a energia gerada poderá ser utilizada nas instalações de exploração de petróleo, por exemplo, com ganhos imensos.”
O passo inicial para isso será dado com o novo projeto, também coordenado por Estefen, a ser instalado no oceano a cerca de 14 quilômetros da praia de Copacabana, perto da Ilha Rasa, no Rio. Ele será desenvolvido por uma parceria entre a Coppe, a startup brasileiraSeahorseWave Energy e a Furnas Centrais Elétricas, que investirá R$ 9 milhões na iniciativa. “É um protótipo mais ousado que o de Pecém, porque não ficará em cima do quebra-mar, mas totalmente dentro d’água”, diz Estefen. “Com esse projeto, nosso desafio é não apenas gerar energia elétrica, mas fazer isso com custos baixos. Apesar de a onda ser de graça, se não tivermos aparelhos mais simples e menos custosos, com preços mais acessíveis, não teremos competitividade.”Iniciativa já em operação plena: a WaveRoller, da finlandesa AW-Energy, em Peniche (Portugal) (Crédito: Divulgação)
Viabilidade comercial
Segundo Estefen, a usina de Ilha Rasa deverá entrar em operação em meados de 2018. Hoje, a equipe da Coppe trabalha com a SeahorseWave Energy para desenvolver e construir um protótipo em escala reduzida. Esse projeto e o de Pecém integram uma estratégia para tornar a geração de energia elétrica por meio das ondas economicamente viável e comercial, diz Estefen. “Estamos pondo o Brasil entre os países que buscam o domínio das tecnologias de aproveitamento dessa fonte de energia para gerar eletricidade em grande escala”, explica. “É fundamental que consigamos nos manter competitivos para que no futuro não tenhamos de importar tais tecnologias.”
Hoje o Brasil faz parte de um pequeno grupo de países, que inclui Reino Unido, Estados Unidos, Dinamarca, Portugal, China, Noruega, Canadá e Austrália, onde as pesquisas tecnológicas na área estão mais avançadas. O problema brasileiro é o reduzido número de projetos (apenas dois) e a falta de investimento. Há, no entanto, quem diga que isso não é exatamente um problema, pois o Brasil pode não precisar dessa fonte. “Talvez para nós ela não seja tão necessária, porque somos afortunados por ter muitas formas de energia à nossa disposição”, observa o engenheiro Alexandre Beluco, do Instituto de Pesquisas Hidráulicas (IPH) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. “Mas ela certamente será útil para países que já se encontram em situação de escassez de novos recursos, como os europeus.” 
fonte projeto COPPE/UFRG 
 
A Coppe/UFRJ, em parceria com Furnas e a empresa SeahorseWave Energy, deu início aos estudos para geração de energia elétrica a partir da movimentação das ondas do mar na cidade do Rio de Janeiro. O projeto prevê a instalação de uma usina, denominada conversor offshore, a cerca de 14 quilômetros da praia de Copacabana, próximo da Ilha Rasa, com capacidade instalada de 100 kW. A usina ficará a uma profundidade de 20 metros e, em sua capacidade máxima, a eletricidade gerada pode abastecer o equivalente a 200 casas residenciais.
 
A conclusão do projeto, que conta com investimento de R$ 9 milhões de Furnas, está prevista para 2015. No momento, os pesquisadores do Laboratório de Tecnologia Submarina (LTS) da Coppe estão trabalhando no desenvolvimento e construção de um protótipo, em escala reduzida, em conjunto com os engenheiros da SeahorseWave Energy, da Incubadora de Empresas da Coppe.
 
O professor do Programa de Engenharia Oceânica da Coppe, SegenEstefen, coordenador do LTS, diz que o projeto faz parte da estratégia de tornar a geração de energia por meio das ondas do mar economicamente viável e comercial. O professor explica que o primeiro passo foi dado com a instalação de uma usina no Porto de Pecém, a 60 quilômetros de Fortaleza (CE), que se encontra em fase final de testes e é fruto de uma parceria entre a Coppe, a Tractebel Energia e o Governo do Ceará.
 
“Estamos colocando o Brasil entre os países que buscam o domínio das tecnologias de aproveitamento da energia das ondas para gerar eletricidade em grande escala. É fundamental que consigamos nos manter competitivos para que no futuro não tenhamos que importar tais tecnologias”, afirma Segen.
 
O professor da Coppe diz que o próximo passo, que também faz parte da parceria com Furnas, é desenvolver usinas com estruturas flutuantes para que possam ser instaladas em locais afastados da costa. “E, no futuro, com estas usinas flutuantes poderemos, inclusive, abastecer as plataformas dos campos do pré-sal”, adianta.
O gerente da área de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação de Furnas, Renato Norbert, diz que o desenvolvimento da usina faz parte da estratégia da empresa de buscar novas oportunidades de negócios e vantagem competitiva. “A expectativa com este projeto é promover maior aproximação das atividades de P&D à fase de comercialização da tecnologia e, assim, introduzir namatriz energética brasileira uma nova fonte de energia limpa, renovável e abundante no território nacional”, destaca Norbert.
 
A ideia inicial de Furnas é atender o mercado livre, oferecendo o MWh com menor custo. “Como não requer uma grande obra, como as hidrelétricas e as nucleares, não consome combustível de nenhuma espécie, nem exige o transporte de grandes equipamentos, como as eólicas conhecidas, a energia gerada poderá ser mais barata”, acrescentou o gerente da área de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação de Furnas.
 
Rio de Janeiro terá geração de energia pelas ondas do mar
A Coppe/UFRJ, em parceria com Furnas e a empresa SeahorseWave Energy, deu início aos estudos para geração de energia elétrica a partir da movimentação das ondas do mar na cidade do Rio de Janeiro. O projeto prevê a instalação de uma usina, denominada conversor offshore, a cerca de 14 quilômetros da praia de Copacabana, próximo da Ilha Rasa, com capacidade instalada de 100 kW. A usina ficará a uma profundidade de 20 metros e, em sua capacidade máxima, a eletricidade gerada pode abastecer o equivalente a 200 casas residenciais.
 
A conclusão do projeto, que conta com investimento de R$ 9 milhões de Furnas, está prevista para 2015. No momento, os pesquisadores do Laboratório de Tecnologia Submarina (LTS) da Coppe estão trabalhando no desenvolvimento e construção de um protótipo, em escala reduzida, em conjunto com os engenheiros da SeahorseWave Energy, da Incubadora de Empresas da Coppe.
 
O professor do Programa de Engenharia Oceânica da Coppe, SegenEstefen, coordenador do LTS, diz que o projeto faz parte da estratégia de tornar a geração de energia por meio das ondas do mar economicamente viável e comercial. O professor explica que o primeiro passo foi dado com a instalação de uma usina no Porto de Pecém, a 60 quilômetros de Fortaleza (CE), que se encontra em fase final de testes e é fruto de uma parceria entre a Coppe, a Tractebel Energia e o Governo do Ceará.
 
“Estamos colocando o Brasil entre os países que buscam o domínio das tecnologias de aproveitamento da energia das ondas para gerar eletricidade em grande escala. É fundamental que consigamos nos manter competitivos para que no futuro não tenhamos que importar tais tecnologias”, afirma Segen.
 
O professor da Coppe diz que o próximo passo, que também faz parte da parceria com Furnas, é desenvolver usinas com estruturas flutuantes para que possam ser instaladas em locais afastados da costa. “E, no futuro, com estas usinas flutuantes poderemos, inclusive, abastecer as plataformas dos campos do pré-sal”, adianta.
 
O gerente da área de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação de Furnas, Renato Norbert, diz que o desenvolvimento da usina faz parte da estratégia da empresa de buscar novas oportunidades de negócios e vantagem competitiva. “A expectativa com este projeto é promover maior aproximação das atividades de P&D à fase de comercialização da tecnologia e, assim, introduzir na matriz energética brasileira uma nova fonte de energia limpa, renovável e abundante no território nacional”, destaca Norbert.
 
A ideia inicial de Furnas é atender o mercado livre, oferecendo o MWh com menor custo. “Como não requer uma grande obra, como as hidrelétricas e as nucleares, não consome combustível de nenhuma espécie, nem exige o transporte de grandes equipamentos, como as eólicas conhecidas, a energia gerada poderá ser mais barata”, acrescentou o gerente da área de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação de Furnas.
Sobre o funcionamento da usina
 
O engenheiro Paulo Roberto, sócio-proprietário da SeahorseWave Energy, diz que a geração de energia se dará a partir da movimentação vertical de um flutuador de 11 metros de altura e 4,5 metros de diâmetro, impulsionado pelas ondas do mar. “O flutuador será guiado por uma coluna central, com fundação no leito marinho, e a sua movimentação será transformada em movimento rotativo no gerador, utilizando-se um sistema mecânico que integrará o flutuador e o gerador”, detalha Paulo.
 
Em geral, quanto mais altas forem as ondas, mais energia pode ser captada para transformação em eletricidade. Mas, de acordo com o professor SegenEstefen, é possível obter um melhor resultado se as ondas tiverem mais continuidade, como no mar de Copacabana, mesmo que sejam baixas, com cerca de 1,5 metros.
 
A eletricidade gerada será transmitida por cabo submarino, que descerá ao fundo do mar pelo interior da coluna e seguirá pelo leito marinho até a ilha para conexão à rede elétrica. Renato Nobert, de Furnas, diz que, desse modo, a geração será totalmente no mar, o que torna esta usina a primeira no país a ter esta característica.
A Indomável Energia dos Mares
As ondas, as marés e o calor dos oceanos abrigam reservas energéticas inesgotáveis. O difícil é domesticar essas forças selvagem pata convertê-la de modo eficiente em eletricidade
As gigantescas massas de água que cobrem dois terços do planeta constituem o maior coletor de energia solar imaginável. Os raios solares não apenas aquecem a água da superfície, como também põem em movimento a maquinaria dos ventos que produz as ondas. Finalmente, as marés, originadas pela atração lunar, que a cada 12 horas e 25 minutos varrem os litorais, também representam uma tentadora fonte energética. Em conjunto, a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar – hoje ou no futuro, mesmo considerando que o consumo global simplesmente dobra de dez em dez anos.
O problema está em como aproveitar essas inesgotáveis reservas. É um desafio à altura do prêmio, algo comparável ao aproveitamento das fabulosas possibilidades da fusão nuclear. Apesar das experiências que se sucederam desde os anos 60, não se desenvolveu ainda uma tecnologia eficaz para a exploração comercial em grande escala desses tesouros marinhos, como aconteceu com as usinas hidrelétricas, alimentadas pelas águas represadas dos rios, que fornecem atualmente 10 por cento da eletricidade consumida no – mundo (no Brasil, 94 por cento).
A idéia de extrair a energia acumulada nos oceanos, utilizando a diferença da maré alta e da maré baixa, até que não é nova. Já no século XII havia na Europa moinhos submarinos, que eram instalados na entrada de estreitas baías — o fluxo e o refluxo das águas moviam as pedras de moer. Mas os pioneiros da exploração moderna das marés foram os habitantes de Husum, pequena ilha alemã no mar do Norte. Ali, por volta de 1915, os tanques para o cultivo de ostras estavam ligados ao mar por um canal, onde turbinas moviam um minigerador elétrico durante a passagem da água das marés; a eletricidade assim produzida era suficiente para iluminar o povoado. Muito mais tarde, em 1967, os franceses construíram a primeira central mareomotriz (ou maré motriz, ou maré – elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes, a usina de Rance é a única no mundo a produzir, com lucro, eletricidade em quantidade industrial a partir das marés.
O exemplo francês estimulou os soviéticos em 1968 a instalar perto de Murmansk, no mar de Barents, Círculo Polar Ártico, uma usina piloto de 20 MW, que serviria de teste para um projeto colossal, capaz de gerar 100 mil MW, ou oito vezes mais que ltaipu. A usina exigiria a construção de um gigantesco dique de mais de 100 quilômetros de comprimento. Mas a idéia foi arquivada quando se verificou que seria economicamente inviável. O desenvolvimento de um novo tipo de turbina, chamada Straflo (do inglês, straightflow, fluxo direto), permitiu reduzir em um terço os custos de uma usina mareomotriz.
Os canadenses foram os primeiros a empregá-la. Em 1984, acionaram uma usina experimental de 20 MW, instaladana baía de Fundy (na fronteira com os Estados Unidos, na costa Leste), onde o desnível de 20 metros entre as marés é o maior do mundo (na usina de Rance, por exemplo, a diferença é de 13,5 metros). Se os testes forem satisfatórios, até o final do século poderá ser construída na baía de Fundy uma usina mareomotriz de 5 500 MW. No Brasil, que não prima por marés de grande desnível, existem três lugares adequados à construção dessas usinas, relaciona o professor Reyner Rizzo, do Departamento de Oceanografia Física da Universidade de São Paulo: na foz do rio Mearim, no Maranhão, na foz do Tocantins, no Pará, e na foz da margem esquerda do Amazonas, no Amapá. “O impacto ambiental seria mínimo”, explica Rizzo, “pois a água represada pela barragem não inundaria terras novas, apenas aquelas que a própria maré já cobre.”
Mais surpreendentes ainda são as especulações sobre o aproveitamento energético do movimento das ondas: em teoria, se fosse possível equipar os litorais do planeta com conversores energéticos, as centrais elétricas existentes poderiam ser desativadas.
Basta pensar que uma onda de 3 metros de altura contém pelo menos 25 kW de energia por metro de frente. O difícil, talvez impossível, é transformar eficientemente toda essa energia em eletricidade — os dispositivos desenhados até hoje são em geral de baixo rendimento. E não é por falta de idéias — desde 1890, somente na Inglaterra foram concedidas mais de 350 patentes a dispositivos para aquela finalidade.
A maioria usa o mesmo princípio: a onda pressiona um corpo oco, comprimindo o ar ou um líquido que move uma turbina ligada a um gerador. Com esse processo, a central experimental de Kaimei, uma balsa de 80 por 12 metros, equipada com turbinas verticais, funciona desde 1979 em frente da costa japonesa, produzindo 2 MW de potência. Na Noruega, cujo litoral é constantemente fustigado por poderosas ondas, foi construída em 1985 uma minicentral numa ilha perto da cidade de Bergen, na costa Oeste. Ao contrário do sistema japonês, o equipamento não flutua no mar, mas está encravado numa escarpa. Produz 0,5 MW, o suficiente para abastecer uma vila de cinqüenta casas. A instalação consiste em um cilindro de concreto, disposto verticalmente num nicho aberto com explosivos na rocha. A extremidade inferior, submersa, recebe o impacto das ondas, que comprimem o ar coluna acima no cilindro. O ar, sob pressão, movimenta a turbina, antes de escapar pela extremidade superior. O movimento rítmico das ondas assegura que a turbina gere eletricidade sem parar. Mas o projeto mais original é, sem dúvida, o do engenheiro Stephen Salter, da Universidade de Edimburgo, na Escócia. Modelos reduzidos dele já foram testados no lago Ness — aquele mesmo do suposto monstro.
O sistema chama-se “pato de Salter” (Salter’scam, em inglês, eixo excêntrico de Salter; o nome em português vem do fato de o equipamento imitar o movimento das nadadeiras de um pato). Consiste numa série de flutuadores, semelhantes ao flap dos aviões, ligados a um eixo paralelo à praia. A parte mais bojuda dos “patos”, enfrenta as ondas, cujo movimento rítmico faz bater os flutuadores, girando o eixo que aciona a turbina como um pedal de bicicleta, que só transmite o movimento numa direção. O rendimento desse sistema promete ser excelente, pois parece capaz de aproveitar 80 por cento da energia das ondas. É esperar para ver. Quando os preços do petróleo dispararam na década de 70, os americanos chegaram a imaginar que outro sistema, as centrais térmicas marinhas, oferecesse a saída para a crise energética que ameaçava frear a economia mundial.
O pioneiro dessa técnica tinha sido um inventor solitário e voluntarioso, o francês Georges Claude, que na década de 30 investiu toda a sua considerável fortuna na construção de uma dessas usinas nas costas brasileiras. Ele aportou em outubro de 1934 no Rio de Janeiro, a bordo do cargueiro La Tunisie, onde recebeu as boas – vindas e os votos de boa sorte de ninguém menos que o presidente Getúlio Vargas. Claude, então com 64 anos de idade, enriquecera com a invenção, em 1910, do tubo de gás neon para iluminação, mas considerava um desafio ainda maior a busca de novas fontes de energia. Ele demonstrara que uma diferença de 18 graus entre a temperatura das águas aquecidas da superfície e as mais frias da profundidade do oceano era suficiente para movimentar um sistema fechado no qual a amônia, ou a água, num ambiente de vácuo parcial, se evapora, movendo uma turbina que gera eletricidade, e volta a se condensar, para tornar a evaporar, movimentando novamente a turbina e assim por diante. Com obstinação — e muito dinheiro —, Claude construíra uma usina experimental na baía de Matanzas, em Cuba. Se o princípio do sistema tinha uma aparência simples, a sua execução foi extremamente trabalhosa.
Um tubo precisava trazer a água da superfície do mar para a usina na beira da praia; um segundo e enorme tubo, de 1 metro de diâmetro e quase 1 quilômetro de comprimento, sugaria a água do fundo do mar para a unidade de refrigeração. Claude chegou a montar uma via férrea de 2 quilômetros em direção ao mar para fazer mergulhar o tubo. Na terceira tentativa, no dia 7 de setembro de 1930, os cubanos viram finalmente chegar a água à usina, na temperatura de 11 graus, e a eletricidade começar a ser produzida. Claude instalou depois uma nova usina a bordo de um navio cargueiro.
Em alto-mar, raciocinava o inventor, não enfrentaria o problema de trazer o tubo à praia — ele desceria verticalmente do próprio casco do navio. Com essa tarefa, o La Tunisie chegou ao Rio de Janeiro. Depois de quatro meses de preparativos, começou a delicada operação de descer os 800 metros de tubo. Mas o movimento das ondas impediu a soldagem perfeita de uma das 112 seções — e o projeto acabou indo água abaixo. Georges Claude morreu arruinado em 1960, sem realizar seu sonho. A técnica porém sobreviveu, conhecida pela sigla ETM (energia térmica dos mares), ou OTEC em inglês (oceanthermicenergyconversion, conversão da energia térmica dos oceanos).
O governo francês voltaria a utilizá-la em 1948, com a construção de uma usina experimental ao largo de Abidjan, na Costa do Marfim, África Ocidental. O projeto mais ambicioso até agora foi o da companhia americana Lockheed, no início dos anos 70, abandonado afinal por razões econômicas. Seria uma gigantesca central dotada dos recursos tecnológicos de que Claude não dispunha em sua época: do tamanho de um superpetroleiro de 300 mil toneladas, flutuaria no mar como um iceberg, no qual apenas a torre de acesso, de 16 metros, estaria acima da superfície.
Da parte inferior da estrutura submersa penderiam os tubos — com 500 a 700 metros de comprimento — para sugar a água fria; pela parte superior, entraria a água aquecida da superfície um líquido operante de baixo ponto de ebulição (que vira vapor em temperaturas relativamente baixas), como o amoníaco, o freon ou o propano, impulsionaria as turbinas. Ainda que o rendimento final fosse irrisório, pois 97 por cento da energia produzida era consumido no próprio processo de bombear a água de tamanha profundidade, os quatro geradores previstos no projeto proporcionariam uma potência de 60 MW. Com os preços do petróleo nas nuvens, a operação então se justificava. Mas quando as cotações desabaram, esse e outros projetos de conversão de energia térmica dos oceanos foram arquivados. Resta aguardar a próxima crise energética para saber se a humanidade tentará novamente aproveitar a imensa generosidade dos mares, com outras tecnologias cada vez mais avançadas, ou se permanecerão os oceanos para sempre indomáveis.
Ondas de vento
Todo surfista sonha com a onda perfeita, aquela que vem quebrando progressivamente, de uma extremidade a outra, permitindo as mais ousadas evoluções sobre a prancha. Como os célebres “tubos” de Jeffrey’sBay, na África do Sul, onde é possível ficar até dois minutos descendo a mesma onda. Perfeitas, ou imperfeitas, as ondas se formam a partir da ação dos ventos sobre a superfície do mar. Existe uma correlaçãobem definida entre a velocidade do vento e o tamanho das ondas. Tanto que a escala Beaufort, que mede a intensidade dos ventos, baseia-se na observação do aspecto da superfície marinha.
Uma vez formadas, as ondas viajam pelo alto – mar até encontrar as águas comparativamente mais rasas, próximas à terra. Nesse encontro, a base das ondas começa a sofrer certa resistência. Isso faz aumentar sua altura. À medida que o fundo se torna mais raso, a crista da onda, que não está sujeita a essa resistência, tende a prosseguir com maior velocidade. E a onda quebra. Se o fundo do mar é rochoso, como no Havaí, as ondas alcançam grande altura; já na areia, a energia é absorvida, do que resultam ondas menores.
A idéia de extrair a energia acumulada nos oceanos, utilizando a diferença da maré alta e da maré baixa, até que não é nova. Já no século XII havia na Europa moinhos submarinos, que eram instalados na entrada de estreitas baías — o fluxo e o refluxo das águas moviam as pedras de moer. Mas os pioneiros da exploração moderna das marés foram os habitantes de Husum, pequena ilha alemã no mar do Norte. Ali, por volta de 1915, os tanques para o cultivo de ostras estavam ligados ao mar por um canal, onde turbinas moviam um minigerador elétrico durante a passagem da água das marés; a eletricidade assim produzida era suficiente para iluminar o povoado. Muito mais tarde, em 1967, os franceses construíram a primeira central mareomotriz (ou maré motriz, ou maré – elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes, a usina de Rance é a única no mundo a produzir, com lucro, eletricidade em quantidade industrial a partir das marés.
O exemplo francês estimulou os soviéticos em 1968 a instalar perto de Murmansk, no mar de Barents, Círculo Polar Ártico, uma usina piloto de 20 MW, que serviria de teste para um projeto colossal, capaz de gerar 100 mil MW, ou oito vezes mais que ltaipu. A usina exigiria a construção de um gigantesco dique de mais de 100 quilômetros de comprimento. Mas a idéia foi arquivada quando se verificou que seria economicamente inviável. O desenvolvimento de um novo tipo de turbina, chamada Straflo (do inglês, straightflow, fluxo direto), permitiu reduzir em um terço os custos de uma usina mareomotriz.
Conclusao.
Este trabalho abordou com uma visão geral as tecnologias de geração de energia a partir do movimento das marés e das ondas. O homem está apenas começando a explorar esse tipo de conversão de energia que não polui e é inesgotável. Os oceanos concentram muita dessa energia que será cada vez mais explorada. Esse fato transformará a sociedade e a forma como ela se organiza no sentido de uma nova visão de mundo a qual não será preciso queimar recursos finitos para aquecer um ambiente ou fazer mover uma nova máquina. Podemos concluir, portanto, que este ramo dentro do conjunto de energias alternativas e renováveis tem um futuro promissor no cenário mundial. Já existem diversas tecnologias desenvolvidas, muitas empresas se disponibilizam a fazerem projetos neste ramo, principalmente de países desenvolvidos. Suas limitações estão principalmente nos possíveis impactos ambientais, altos investimentos e poucos resultados de projetos experimentais.
Bibliografia.
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