A Energia Renovável e seus vetores

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A Energia Renovável e seus vetores 
 
A expressão Energia Renovável designa as fontes de energia cuja utilização pelo homem 
se insere nos ciclos naturais do fluxo da energia no planeta Terra, sem provocar mudanças 
de caráter permanente na biosfera. O uso da energia renovável ou das fontes renováveis de 
energia pode se dar com um mínimo de impacto ambiental localizado e sem agressões ao 
ambiente em escala planetária. 
Quase todas as chamadas “fontes renováveis de energia” – hidráulica, biomassa, eólica, e 
energia dos oceanos – são oriundas do fluxo de energia solar que chega constantemente ao 
planeta. Os combustíveis fósseis como petróleo, carvão de pedra e gás natural também 
tiveram sua origem na conversão da energia solar pela vegetação a milhões de anos atrás. 
 
Energia Solar 
Além de já ser utilizada por meios indiretos, a radiação solar também pode ser usada 
diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento e para geração de potência 
elétrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica, por meio de efeitos 
sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico. 
O aproveitamento da iluminação natural e do calor para aquecimento de ambientes, 
denominado aquecimento solar passivo, decorre da penetração ou absorção da radiação 
solar nas edificações, reduzindo-se, com isso, as necessidades de iluminação e 
aquecimento. Assim, um melhor aproveitamento da radiação solar pode ser feito com o 
auxílio de técnicas mais sofisticadas de arquitetura e construção. 
O aproveitamento térmico para aquecimento de fluidos é feito com o uso de coletores ou 
concentradores solares. Os coletores solares são mais usados em aplicações residenciais e 
comerciais (hotéis, restaurantes, clubes, hospitais etc.) para o aquecimento de água (higiene 
pessoal e lavagem de utensílios e ambientes). Os concentradores solares destinam-se a 
aplicações que requerem temperaturas mais elevadas, como a produção de vapor. Neste 
último caso, pode-se gerar energia mecânica com o auxílio de uma turbina a vapor, e, 
posteriormente, eletricidade, por meio de um gerador acoplado à turbina. 
A conversão direta da energia solar em energia elétrica ocorre pelos efeitos da radiação 
(calor e luz) sobre determinados materiais, particularmente os semicondutores. Entre esses, 
destacam-se os efeitos termoelétrico e fotovoltaico. O primeiro caracteriza-se pelo 
surgimento de uma diferença de potencial, provocada na junção de dois metais, em 
condições específicas. No segundo, os fótons contidos na luz solar são convertidos em 
energia elétrica, por meio do uso de células solares. 
Entre os vários processos de aproveitamento da energia solar, os mais usados atualmente 
são o aquecimento de água e a geração fotovoltaica de energia elétrica. No Brasil, o 
primeiro é mais encontrado nas regiões Sul e Sudeste, devido a características climáticas, e 
o segundo, nas regiões Norte e Nordeste, em comunidades isoladas da rede elétrica. Fonte: 
Aneel 
Biocombustíveis 
Biomassa 
 
Do ponto de vista energético, para fim de outorga de empreendimentos do setor elétrico, 
biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou 
vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. Assim como a energia hidráulica e 
outras fontes renováveis, a biomassa é uma forma indireta de energia solar. A energia solar 
é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de 
todos os seres vivos. Embora grande parte do planeta esteja desprovida de florestas, a 
quantidade de biomassa existente na terra é da ordem de dois trilhões de toneladas; o que 
significa cerca de 400 toneladas per capita. Em termos energéticos, isso corresponde a mais 
ou menos 3.000 EJ por ano, ou seja, oito vezes o consumo mundial de energia primária (da 
ordem de 400 EJ por ano) (RAMAGE; SCURLOCK, 1996). 
Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência reduzida, seu 
aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio da combustão em fornos, 
caldeiras etc. Para aumentar a eficiência do processo e reduzir impactos socioambientais, 
tem-se desenvolvido e aperfeiçoado tecnologias de conversão mais eficientes, como a 
gaseificação e a pirólise, também sendo comum a cogeração em sistemas que utilizam a 
biomassa como fonte energética. A participação da biomassa se dá em 30% dos 
empreendimentos de cogeração em operação no nosso País. A médio e longo prazo, a 
exaustão de fontes não-renováveis e as pressões ambientalistas poderão acarretar maior 
aproveitamento energético da biomassa. Atualmente, a biomassa vem sendo cada vez mais 
utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de cogeração e no 
suprimento de eletricidade para demandas isoladas da rede elétrica. 
Fonte: Aneel 
Biogás 
Publicado por Patrick Cenci Pagliari 15-Abr-2008 
 
 
O biogás é um combustível gasoso com um conteúdo energético elevado semelhante ao 
gás natural, composto, principalmente, por hidrocarbonetos de cadeia curta e linear. Pode 
ser utilizado para geração de energia elétrica, térmica ou mecânica em uma propriedade 
rural, contribuindo para a redução dos custos de produção. No Brasil, os biodigestores 
rurais vêm sendo utilizados, principalmente, para saneamento rural, tendo como 
subprodutos o biogás e o biofertilizante. 
O desenvolvimento de tecnologias para o tratamento e utilização dos resíduos é o grande 
desafio para as regiões com alta concentração de produção pecuária, em especial suínos e 
aves. De um lado a pressão pelo aumento do numero de animais em pequenas áreas de 
produção, e pelo aumento da produtividade e, do outro, que esse aumento não provoque a 
destruição do meio ambiente. A restrição de espaço e a necessidade de atender cada vez 
mais as demandas de energia, água de boa qualidade e alimentos, têm colocado alguns 
paradigmas a serem vencidos, os quais se relacionam principalmente à questão ambiental e 
a disponibilidade de energia. O aspecto energia é cada vez mais evidenciado pela 
interferência no custo final de produção sendo, tanto para a suinocultura como para a 
avicultura, uma vez que as oscilações de preço podem reduzir a competitividade do setor. 
O processo de digestão anaeróbia (biometanização) consiste de um complexo de cultura 
mista de microorganismos, capazes de metabolizar materiais orgânicos complexos, tais 
como carboidratos, lipídios e proteínas para produzir metano (CH4) e dióxido de carbono 
(CO2) e material celular (Lucas Junior, 1994; Santos, 2001). A digestão anaeróbia, em 
biodigestores, é o processo mais viável para conversão dos resíduos de suínos e aves, em 
energia térmica ou elétrica. A presença de vapor d’água, CO2 e gases corrosivos no biogás 
in natura, constitui-se o principal problema na viabilização de seu armazenamento e na 
produção de energia. Equipamentos mais sofisticados, a exemplo de motores a combustão, 
geradores, bombas e compressores têm vida útil extremamente reduzida. Também 
controladores como termostatos, pressostatos e medidores de vazão são atacados 
reduzindo sua vida útil e não oferecendo segurança e confiabilidade. A remoção de água, 
CO2, gás sulfídrico, outros compostos de enxofre e outros elementos através de filtros e 
dispositivos de resfriamento, condensação e lavagem é imprescindível para a 
confiabilidade e emprego do biogás. 
 
 
 
Biodiesel 
Biodiesel (ésteres de mono alquila) é um combustível diesel de queima limpa derivado de 
fontes naturais e renováveis como os vegetais. É obtido principalmente de girassol, 
amendoim, mamona, sementes de algodão e de colza. É uma alternativa renovável, que 
resolve dois problemas ambientais ao mesmo tempo: aproveita um resíduo, aliviando os 
aterros sanitários, e reduz a poluição atmosférica. É uma alternativa para os combustíveis 
tradicionais, comoo gasóleo, que não são renováveis. 
Etanol 
O etanol é um álcool, um composto orgânico oxigenado, também denominado álcool 
etílico, cuja fórmula química é o C2H5OH. No Brasil o etanol é utilizado como 
 
combustível automotivo de duas formas: álcool hidratado, para carros a álcool ou flex fuel, 
e álcool anidro, que é adicionado a gasolina, atualmente na proporção de 25%. 
A diferença entre os dois é o teor de água presente no produto: o álcool hidratado possui 
cerca de 7% de água, enquanto o álcool anidro possui apenas 0,7%, no máximo. 
Fonte: Ecoclima 
 
 
Energia eólica. 
Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento 
(vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação 
em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, também denominadas 
aerogeradores, para a geração de eletricidade, ou cataventos (e moinhos), para trabalhos 
mecânicos como bombeamento d’água. 
Assim como a energia hidráulica, a energia eólica é utilizada há milhares de anos com as 
mesmas finalidades, a saber: bombeamento de água, moagem de grãos e outras aplicações 
que envolvem energia mecânica. Para a geração de eletricidade, as primeiras tentativas 
surgiram no final do século XIX, mas somente um século depois, com a crise internacional 
do petróleo (década de 1970), é que houve interesse e investimentos suficientes para 
viabilizar o desenvolvimento e aplicação de equipamentos em escala comercial. 
A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi instalada em 1976, na 
Dinamarca. Atualmente, existem mais de 30 mil turbinas eólicas em operação no mundo. 
Em 1991, a Associação Européia de Energia Eólica estabeleceu como metas a instalação de 
4.000 MW de energia eólica na Europa até o ano 2000 e 11.500 MW até o ano 2005. Essas 
e outras metas estão sendo cumpridas muito antes do esperado (4.000 MW em 1996, 
11.500 MW em 2001). As metas atuais são de 40.000 MW na Europa até 2010. Nos 
Estados Unidos, o parque eólico existente é da ordem de 4.600 MW instalados e com um 
crescimento anual em torno de 10%. Estima-se que em 2020 o mundo terá 12% da energia 
gerada pelo vento, com uma capacidade instalada de mais de 1.200GW (WINDPOWER; 
EWEA; GREENPEACE, 2003; WIND FORCE, 2003). 
Recentes desenvolvimentos tecnológicos (sistemas avançados de transmissão, melhor 
aerodinâmica, estratégias de controle e operação das turbinas etc.) têm reduzido custos e 
melhorado o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos. O custo dos equipamentos, 
que era um dos principais entraves ao aproveitamento comercial da energia eólica, reduziu-
se significativamente nas últimas duas décadas. Projetos eólicos em 2002, utilizando 
modernas turbinas eólicas em condições favoráveis, apresentaram custos na ordem de 
820/kW instalado e produção de energia a 4 cents/kWh (EWEA; GREENPEACE, 2003). 
 
 
Energia 
Hidrelétrica 
 
O uso da energia hidráulica foi uma das primeiras formas de substituição do trabalho 
animal pelo mecânico, particularmente para bombeamento de água e moagem de grãos. 
Tinha a seu favor, para tanto, as seguintes características: disponibilidade de recursos, 
facilidade de aproveitamento e, principalmente, seu caráter renovável. 
A energia hidráulica resulta da irradiação solar e da energia potencial gravitacional, que 
provocam a evaporação, condensação e precipitação da água sobre a superfície terrestre. Ao 
contrário das demais fontes renováveis, representa uma parcela significativa da matriz 
energética mundial e possui tecnologias de aproveitamento devidamente consolidadas. 
Atualmente, é a principal fonte geradora de energia elétrica para diversos países e responde 
por cerca de 17% de toda a eletricidade gerada no mundo. 
No Brasil, água e energia têm uma histórica interdependência. A contribuição da energia 
hidráulica ao desenvolvimento econômico do País tem sido expressiva, seja no atendimento 
das diversas demandas da economia – atividades industriais, agrícolas, comerciais e de 
serviços – ou da própria sociedade, seja na melhoria do conforto das habitações e da 
qualidade de vida das pessoas. Também desempenha papel importante na integração e no 
desenvolvimento de regiões distantes dos grandes centros urbanos e industriais. 
A contribuição da energia hidráulica na matriz energética nacional, segundo o Balanço 
Energético Nacional (2003), é da ordem de14%, participando com quase 83% de toda a 
energia elétrica gerada no País. Apesar da tendência de aumento de outras fontes, devido a 
restrições socioeconômicas e ambientais de projetos hidrelétricos e aos avanços 
tecnológicos no aproveitamento de fontes não-convencionais, tudo indica que a energia 
hidráulica continuará sendo, por muitos anos, a principal fonte geradora de 
energia elétrica do Brasil. Embora os maiores potenciais remanescentes estejam localizados 
em regiões com fortes restrições ambientais e distantes dos principais centros 
consumidores, estima-se que, nos próximos anos, pelo menos 50% da necessidade de 
expansão da capacidade de geração seja de origem hídrica. 
As políticas de estímulo à geração descentralizada de energia elétrica promovem uma 
crescente participação de fontes alternativas na matriz energética nacional, e nesse 
contexto, as pequenas centrais hidrelétricas terão certamente um papel importante a 
desempenhar. 
 
 
Energia do 
Mar 
 
Publicado por Patrick Cenci Pagliari 15-Abr-2008 
 
As ondas do mar possuem energia cinética devido ao movimento da água e energia 
potencial devido à sua altura. Energia elétrica pode ser obtida se for utilizado o 
movimento oscilatório das ondas. O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré 
alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia 
elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da 
turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica. 
 
A desvantagem de se utilizar este processo na obtenção de energia é que o fornecimento 
não é contínuo e apresenta baixo rendimento. As centrais são equipadas com conjuntos 
de turbinas bolbo, totalmente imersas na água. A água é turbinada durante os dois 
sentidos da maré, sendo de grande vantagem a posição variável das pás para este efeito. 
No entanto existem problemas na utilização de centrais de energia das ondas, que 
requerem cuidados especiais: as instalações não podem interferir com a navegação e 
têm que ser robustas para poder resistir às tempestades mas ser suficientemente 
sensíveis para ser possível obter energia de ondas de amplitudes variáveis. Esta energia 
é proveniente das ondas do mar. O aproveitamento energético das marés é obtido 
através de um reservatório formado junto ao mar, através da construção de uma 
barragem, contendo uma turbina e um gerador. 
A maioria das instalações de Centrais de energia das 
ondas existentes são de potência reduzida, situando-se 
no alto mar ou junto à costa, e para fornecimento de 
energia elétrica a faróis isolados ou carregamento de 
baterias de bóias de sinalização. As instalações de 
centrais de potência média, apenas tem interesse 
econômico em casos especiais de geometria da costa. 
O número de locais no mundo em que esta situação 
ocorre é muito reduzido. 
 
As marés são o resultado da combinação de forças produzidas pela atração do sol e da 
lua e do movimento de rotação da Terra leva à subida e descida da água dos oceanos e 
mares: as marés. Os movimentos verticais da água dos oceanos, associados à subida e 
descida das marés é acompanhado num movimento horizontal, denominado por 
correntes das marés. Estas correntes tem uma periodicidade idêntica à das oscilações 
verticais. Efeitos das zonas terrestres (bacias hidrográficas e baías, estreitos e canais) 
provocam restriçõesa estes movimentos periódicos podendo daí resultar elevadas 
amplitudes ou elevadas velocidades da corrente da maré. 
Nos países como a França, o Japão e a Inglaterra este tipo de energia gera eletricidade. 
No Brasil, temos cidades com grandes amplitudes de marés, como São Luís - Baía de 
São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros. 
Mas nessas regiões, infelizmente, a topografia do litoral não favorece a construção 
econômica de reservatórios, o que atrapalha o seu aproveitamento. 
- O Centro de Ciência e Tecnologia da Marinha do Japão estuda formas de obter energia 
das ondas do mar. Para tanto, começou a testar em julho um gerador flutuante que atende 
pelo estranho nome de Baleia Poderosa. É uma balsa que foi ancorada na entrada de uma 
baía com sua frente apontada para a direção das ondas, mede 50 metros de comprimento 
por 30 de largura e 12 de profundidade, e é dividida internamente em três compartimentos, 
todos cheios de ar. Trata-se de um sistema engenhoso que converte a energia das ondas em 
energia pneumática. O balanço das ondas faz com que o nível da água no interior das 
câmaras suba e desça sem parar, fazendo-as funcionar como pistões gigantes. Quando o 
nível do mar sobe, a água comprime o ar que é afunilado na direção de uma turbina, 
movendo suas pás e gerando 110 kW de eletricidade. 
Fonte: ambientebrasil.com.br Atualizado em ( 18-Abr-2008 ) 
 
Energia Geotérmica 
Publicado por Patrick Cenci Pagliari 15-Abr-2008 
 
A energia geotérmica é a única fonte renovável que não depende da energia recebida do Sol 
pela Terra. Ela vem do interior do planeta. Natural, renovável e abundante, a energia 
geotérmica ganha destaque nas ações para conter o aquecimento global. O Brasil também já 
prevê investimentos nessa área. Em breve, essa será uma opção para aquecer a água de casas 
e edíficios. 
 As camadas internas da Terra, como aprendemos nas aulas de geografia, são quentes. 
Explorar o calor e o vapor emitidos pela água que existe ali é a premissa da energia 
geotérmica. Na Itália, 32 usinas já aproveitam vapor a cerca de 180º C para movimentar 
turbinas, gerando 5 milhões de kWh (quilowatts-hora) por ano, o suficiente para atender 2 
milhões de famílias. Segundo a Enel, empresa de energia italiana, até 2010 esse índice deve 
aumentar 13%. Outro país que também usufrui desse potencial é a Islândia, depois vêm 
México, Portugal, Japão e Alemanha. O Brasil planeja entrar nessa lista. Investimentos 
estão na pauta da exploração do aqüífero Guarani (maior reserva subterrânea de água doce 
do mundo, que abrange parte dos estados de Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São 
Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul). A temperatura de sua água oscila entre 
40 e 80º C - capaz de aquecer a água de edifícios ou casas e sistemas de calefação e lareiras. 
"A exploração dessa energia poderá ser vantajosa nas regiões Sul e Sudeste, mais frias e 
próximas ao aqüífero. Já o Nordeste ficará empenhado nas energias eólica e solar", aposta o 
pesquisador Valiya Mannathal Hamza, coordenador da área de geofísica do Observatório 
Nacional. 
 
 
De onde veio: depois de várias tentativas, no dia 4 de julho de 1904 o príncipe Ginori Conti 
acionou os motores da geotérmica da cidade de Larderello, Itália, e cinco lâmpadas se 
acenderam. Para onde vai: o desafio é baixar o custo da exploração para montar usinas, 
cinco vezes mais alto se comparado a outras fontes renováveis. Bombas de calor poderão se 
tornar comuns em condomínios brasileiros. Fonte: planetasustentavel.abril.com.br - 
Atualizado em ( 18-Abr-2008 ) 
Hidrogênio 
A partir da visão de uma economia do hidrogênio, na qual a eficiência e a viabilidade 
econômica de sua aplicação são quesitos fundamentais para a inserção no mercado desse 
novo energético, o desenvolvimento de células a combustível de alto desempenho a custos 
acessíveis é fator crítico de sucesso. Estão em andamento vários projetos de pesquisa com o 
objetivo de conhecer as diversas tecnologias existentes de células a combustível e suas 
aplicações, um dos quais visa à operação de uma célula a combustível com tecnologia do 
tipo ácido fosfórico, alimentada a gás natural, que opera desde junho de 2002, alimentando 
o CPD do Centro de Pesquisas da Petrobras. Outros projetos, em conjunto com 
universidades, objetivam o desenvolvimento de membranas para células do tipo PEM 
(membranas permeáveis), bem como de sistemas de células do tipo SOFC (óxido sólido). 
Ônibus a hidrogênio - Uma das vantagens do ônibus a hidrogênio é que ele não produz 
compostos tóxicos ao se locomover. O único subproduto gerado pelo combustível que ele 
usa é a água. 
A corrida em busca desse combustível dos sonhos já começou: no mundo inteiro, as maiores 
companhias de energia investem pesado em estudos para tornar viável o uso dessa 
tecnologia - e a Petrobras não poderia ficar para trás. 
Está em desenvolvimento o ônibus movido a hidrogênio. O projeto envolve cientistas do 
Centro de Pesquisas (Cenpes), do Centro de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade 
Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ), do Instituto de Tecnologia para o 
Desenvolvimento (Lactec), além de equipes de empresas nacionais, como Eletra e Caio. 
Parte dos recursos foram garantidos pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). 
O protótipo é inspirado no conceito dos trólebus - ônibus elétricos nos quais a energia é 
gerada no próprio veículo. A eletricidade, no caso, será fornecida por uma célula a 
combustível de hidrogênio. O princípio é simples: em contato com um catalisador, os 
átomos de hidrogênio são separados de seus elétrons. O movimento dessas partículas gera 
uma corrente elétrica transmitida para o motor elétrico, que traciona os eixos das rodas. No 
fim do processo, o hidrogênio combina-se com o oxigênio e forma as moléculas de água que 
serão expelidas pelo escapamento. 
Uma grande vantagem do hidrogênio é que ele pode ser produzido na própria estação de 
abastecimento, evitando altos custos com o transporte do combustível. 
 
Fonte: Ecoclima