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UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
Ana Paula Polidoro Felizardo RA 1826754 
Douglas do Nascimento Soares Rocha RA 1829813 
Thiago Cesar de Moraes RA 1820042 
 Marcelo Zucatelli RA1820340 
 Victor Flávio Bernardo de Campos RA 1822344 
 
 
 
 
 
 
 
 
A matriz energética do estado de São Paulo: demandas futuras diante da 
possível retomada de crescimento da economia 
 
https://www.youtube.com/watch?v=YOGUQmErZsE&feature=youtu.be 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campinas - SP 
2019 
https://www.youtube.com/watch?v=YOGUQmErZsE&feature=youtu.be
 
UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Viabilidade da Biomassa no Estado de São Paulo 
 
 
 
Relatório Técnico - Científico desenvolvido para 
a disciplina de Projeto Integrador para o curso 
de Engenharia da Produção da Universidade 
Virtual do Estado de São Paulo (UNIVESP). 
 
Tutor: César Augusto Pires 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campinas - SP 
2019 
RESUMO 
 
 
Este trabalho tem por finalidade apresentar dados atuais do cenário de 
geração e consumo da matriz energética no estado de São Paulo afim de se propor 
uma solução de geração renovável com a expectativa de crescimento futuro da 
economia até 2025. 
 
Com base em levantamentos estatísticos e estudo de viabilidade econômica 
para implantação desse sistema. 
 
 
 
 
 
PALAVRAS-CHAVE: Economia; Geração de energia; Renovável; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
 
The purpose of this paper is to present current data on the scenario of 
generation and consumption of the energy matrix in the state of São Paulo in order to 
propose a renewable generation solution with the expectation of future growth of the 
economy until 2025. Based on statistical surveys and economic viability study for the 
implementation of this system. 
 
 
 
 
 
KEYWORDS: Economics, generation of energy; Renewable. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
 
 
 
Figura 1. Mapa de usinas geradoras no Brasil. ............................................................ 12 
Figura 2. Aplicação da potência instalada no estado de São Paulo ............................. 16 
Figura 3. Usina de geração de energia ........................................................................ 17 
Figura 4. Protótipo de uma usina de geração através da queima da biomassa............ 19 
Figura 5. Representação didática caldeira ................................................................... 21 
Figura 6. Representação didática Turbina ................................................................... 23 
Figura 7. Representação didática Gerador .................................................................. 25 
Figura 8. Maquete usina geradora de energia através de biomassa ............................ 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
SUMÁRIO 
 
 
INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 7 
1 PROBLEMA E OBJETIVO .......................................................................................... 8 
1.1 JUSTIFICATIVA ........................................................................................................................... 10 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................. 13 
2.1 APLICAÇÃO DA DISCIPLINA NO PROJETO ............................................................................ 15 
3 MATERIAL E MÉTODOS EMPREGADOS ............................................................ 16 
4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS .................................................... 18 
4.1 PROTÓTIPO INICIAL ................................................................................................................... 19 
5 USINA GERADORA DE ENERGIA ....................................................................... 20 
5.1 CALDEIRA .................................................................................................................................... 20 
5.2 TURBINA....................................................................................................................................... 22 
5.3 GERADOR ELÉTRICO ................................................................................................................. 24 
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................................... 27 
7 VIDEO APRESENTAÇÃO PROJETO INTEGRADOR ........................................... 28 
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 29 
ANEXOS ...................................................................................................................... 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
 
O presente artigo tem como finalidade levantar a relevância de uma nova 
implantação de uma usina de geração de energia com foco na sustentabilidade que 
nos últimos anos se tornou um ponto chave em desenvolvimento e novos projetos, 
afim de, possivelmente suprir uma perspectiva de crescimento futuro da economia 
no estado de São Paulo. 
 
Também tem por objetivo apresentar de forma sintetizada, uma série de 
informações energéticas, relacionadas a insumos energéticos de origem renovável. 
 
Para tal comprovação faremos o levantamento atual do cenário de geração 
de energia no estado com finalidade de descobrir lacunas e ponto chaves para 
melhoria. Fazendo que tal proposta não fique somente ligada a objeto de estudo 
acadêmico mais também seja realmente viável economicamente e estruturalmente. 
 
Além disso, o estudo também será orientado e adequado às propostas do 
Protocolo de Kyoto, documento internacional em vigor desde 2005, que especifica 
metas de redução nas emissões de gases do efeito estufa e ao Mecanismo de 
Desenvolvimento Limpo (MDL). Esse Protocolo trouxe para os países uma nova 
responsabilidade social, visto que visa prevenir os impactos das mudanças 
climáticas. A eficiência energética de processos de carbonização e o uso da 
biomassa plantada como fonte de energia renovável são conceitos aceitos, 
atualmente, como projetos de redução de emissões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
1 PROBLEMA E OBJETIVO 
 
 
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. 
 
Como citado iremos levantar a lacuna existente na demanda da matriz 
energética atual fazendo o link com a real viabilidade de se implantar a usina de 
geração de energia elétrica através da biomassa. 
 
A biomassa é uma das fontes para produção de energia com maior potencial 
de crescimento nos próximos anos. Tanto no mercado internacional quanto no 
interno, ela é considerada uma das principais alternativas para a diversificação da 
matriz energética e a consequente redução da dependência dos combustíveis 
fósseis. Dela é possível obter energia elétrica e biocombustíveis, como o biodiesel e 
o etanol, cujo consumo é crescente em substituição a derivados de petróleo como o 
óleo diesel e a gasolina. 
 
Mas, se atualmente a biomassa é uma alternativa energética de vanguarda, 
historicamente tem sido pouco expressiva na matriz energética mundial. Ao 
contrário do que ocorre com outras fontes, como carvão, energia hidráulica ou 
petróleo, não tem sido contabilizada com precisão. As estimativas mais aceitas 
indicam que representa cerca de 13%do consumo mundial de energia primária. Um 
dos mais recentes e detalhados estudos publicados a este respeito no mundo, o 
Survey of Energy Resources 2007, do World Energy Council (WEC), registra que a 
biomassa respondeu pela produção total de 183,4 TWh (terawatts-hora) em 2005, o 
que correspondeu a um pouco mais de 1% da energia elétrica produzida no mundo 
naquele ano. A pequena utilização e a imprecisão na quantificação são decorrências 
de uma série de fatores. Um deles é a dispersão da matéria-prima – qualquer galho 
de árvore pode ser considerado biomassa, que é definida como matéria orgânica de 
origem vegetal ou animal passível de ser transformada em energia térmica ou 
9 
 
elétrica. Outro é a pulverização do consumo, visto que ela é muito utilizada em 
unidades de pequeno porte, isoladas e distantes dos grandes centros. Finalmente, 
um terceiro é a associação deste energético ao desflorestamento e à desertificação 
– um fato que ocorreu no passado, mas que está bastante atenuado. Algumas 
regiões obtêm grande parte da energia térmica e elétrica que consomem desta 
fonte, principalmente do subgrupo madeira – o mais tradicional – e dos resíduos 
agrícolas. A característica comum dessas regiões é a economia altamente 
dependente da agricultura. O estudo do WEC mostra que, em 2005, a Ásia foi o 
maior consumidor mundial, ao extrair da biomassa de madeira 8.393 PJ 
(petajoules1), dos quais 7.795 PJ foram provenientes da lenha. A segunda posição 
foi da África, com 6.354 PJ, dos quais 5.633 PJ da lenha. 
 
No Brasil, em 2007, a biomassa, com participação de 31,1% na matriz 
energética, foi a segunda principal fonte de energia, superada apenas por petróleo e 
derivados. Ela ocupou a mesma posição entre as fontes de energia elétrica de 
origem interna, ao responder por 3,7% da oferta. Só foi superada pela 
hidroeletricidade, que foi responsável pela produção de 77,4% da oferta total, 
segundo dados do Balanço Energético Nacional (BEN) de 2008. Além disso, no 
mercado internacional, o Brasil se destaca como o segundo maior produtor de 
etanol que, obtido a partir da cana-de-açúcar, apresenta potencial energético similar 
e custos muito menores que o etanol de países como Estados Unidos e regiões 
como a União Europeia. Segundo o BEN, em 2007 a produção brasileira alcançou 
8.612 mil tep (toneladas equivalentes de petróleo) em 2007 contra 6.395 mil tep em 
2006, o que representa um aumento de 34,7%. A produção de biodiesel também é 
crescente e, se parte dela é destinada ao suprimento interno, parte é exportada para 
países desenvolvidos, como os membros da União Europeia. Segundo a Agência 
Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), em 2007 o país 
produziu 402.154 metros cúbicos (m3) do combustível puro (B100), diante dos 
69.002 m3 de 2006, a atividade é beneficiada pelo estímulo proveniente do 
Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB), implantado em 
dezembro de 2003 pelo Governo Federal. 
 
 
 
10 
 
1.1 JUSTIFICATIVA 
 
 
A grande demanda mundial por energia e combustíveis renováveis tem se 
expandido rapidamente nos últimos anos, pois é uma das maneiras mais eficientes 
para alcançar o desenvolvimento sustentável (GOLDEMBERG, 2007). Neste caminho, 
a biomassa é uma opção natural e viável para a sociedade. Com o levantamento da 
hipótese de uma retomada de crescimento da produção no estado de São Paulo seria 
de grande aporte a autossuficiência na geração de energia elétrica evitando a 
dependência de outros estados ou até a importação deste bem de consumo, como 
fazemos a parceira de Itaipu o Paraguai. 
 
A utilização da biomassa como fonte de energia elétrica tem sido crescente no 
Brasil, principalmente em sistemas de cogeração (pela qual é possível obter energia 
térmica e elétrica) dos setores industrial e de serviços. Em 2007, ela foi responsável 
pela oferta de 18 TWh (terawatts-hora), segundo o Balanço Energético Nacional (BEN) 
de 2008. Este volume foi 21% superior ao de 2006 e, ao corresponder a 3,7% da oferta 
total de energia elétrica, obteve a segunda posição na matriz da eletricidade nacional. 
Na relação das fontes internas, a biomassa só foi superada pela hidroeletricidade, com 
participação de 85,4% (incluindo importação). 
 
 De acordo com o Banco de Informações de Geração da Agência Nacional de 
Energia Elétrica (Aneel), em novembro de 2008 existem 302 termelétricas movidas a 
biomassa no país, que correspondem a um total de 5,7 mil MW (megawatts) 
instalados. Do total de usinas relacionadas, 13 são abastecidas por licor negro (resíduo 
da celulose) com potência total de 944 MW; 27 por madeira (232 MW); três por biogás 
(45 MW); quatro por casca de arroz (21 MW) e 252 por bagaço de cana (4 mil MW). 
Uma das características desses empreendimentos é o pequeno porte com potência 
instalada de até 60 MW, o que favorece a instalação nas proximidades dos centros de 
consumo e suprimento. A cana-de-açúcar é um recurso com grande potencial, dentre 
as fontes de biomassa, para geração de eletricidade existente no país, por meio da 
utilização do bagaço e da palha. A participação é importante não só para a 
diversificação da matriz elétrica, mas também porque a safra coincide com o período 
de estiagem na região Sudeste/Centro-Oeste, onde está concentrada a maior potência 
instalada em hidrelétricas do país. 
11 
 
 
A eletricidade fornecida neste período auxilia, portanto, a preservação dos 
níveis dos reservatórios das UHEs. Vários fatores contribuem para o cenário de 
expansão. Um deles é o volume já produzido e o potencial de aumento da produção da 
cana-de-açúcar, estimulada pelo consumo crescente de etanol. Em 2007, inclusive, foi 
a segunda principal fonte primária de energia do país: como mostra a Tabela 4.7 a 
seguir, os derivados da cana-de-açúcar responderam pela produção de 37,8 milhões 
de toneladas equivalentes de petróleo (tep), um aumento de 14,7% em relação a 2006, 
diante de uma produção total de 33 milhões de tep. 
 
De acordo com estimativas da Única (União da Indústria de Cana de Açúcar de 
São Paulo), em 2020 a eletricidade produzida pelo setor poderá representar 15% da 
matriz brasileira, com a produção de 14.400 MW médios (ou produção média de MWh 
ao longo de um ano), considerando-se tanto o potencial energético da palha e do 
bagaço quanto a estimativa de produção da cana, que deverá dobrar em relação a 
2008, e atingir 1 bilhão de toneladas. Segundo o Plano Nacional de Energia 2030, o 
maior potencial de produção de eletricidade encontra-se na região Sudeste, 
particularmente no Estado de São Paulo, e é estimado em 609,4 milhões de gigajoules 
(GJ) por ano. Na sequência estão Paraná (65,4 milhões de GJ anuais) e Minas Gerais 
(63,2 milhões de GJ anuais). 
 
A evolução da regulamentação, da legislação e dos programas oficiais também 
estimulam os empreendimentos. Em 2008, novas condições de acesso ao Sistema 
Interligado Nacional (SIN) foram definidas pela Aneel, o que abre espaço para a 
conexão principalmente das termelétricas localizadas em usinas de açúcar e álcool 
mais distantes dos centros de consumo, como o Mato Grosso. Além disso, acordo 
fechado entre a Secretaria de Saneamento e Energia de São Paulo, a transmissora Isa 
Cteep, a Única e a Associação Paulista de Cogeração de Energia, estabelece 
condições que facilitam o acesso à rede de transmissão paulista e a obtenção do 
licenciamento ambiental estadual. A iniciativa pode viabilizar a instalação de até 5 mil 
MW pelo setor sucro-alcooleiro. 
 
 
 
 
12 
 
Figura 1. Mapa de usinas geradoras no Brasil. 
 
 
 Fonte: Portal energias renováveis
13 
 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
O presente o artigo irá desenvolver-se através de pesquisas bibliográficas sobre 
o assunto e através de fontes e dados de empresasresponsáveis pelo fornecimento e 
controle de geração de energia do estado. Com utilização de dados provenientes do 
governo do estado de São Paulo que tende a facilitar e incentivar as novas formas de 
geração, pois o estado é o que tem maior potencial de criação de acordo com ANEEL. 
As "novas fontes renováveis de energia" encontra-se em fase de 
desenvolvimento comercial, mas algumas tecnologias já estão bem estabelecidas, 
como o etanol brasileiro de cana-de-açúcar, que, depois de 30 anos de produção, é 
uma commodity energética global totalmente competitiva com a gasolina e apropriada 
para a replicação em muitos países, sendo vista como uma das mais promissoras 
alternativas (GOLDEMBERG, 2007). 
Assim, diante da necessidade de aumento da capacidade produtiva muito vem 
sendo investido em pesquisas para tornar sua produção mais sustentável. Existem 
várias rotas tecnológicas para obtenção da energia elétrica a partir da biomassa. Todas 
preveem a conversão da matéria-prima em um produto intermediário que será utilizado 
em uma máquina motriz. Essa máquina produzirá a energia mecânica que acionará o 
gerador de energia elétrica. De uma maneira geral, todas as rotas tecnológicas, 
também, são aplicadas em processos de cogeração – produção de dois ou mais 
energéticos a partir de um único processo para geração de energia - tradicionalmente 
utilizada por setores industriais. Nos últimos anos, transformou-se também em um dos 
principais estímulos aos investimentos na produção de energia a partir da cana-de-
açúcar por parte das usinas de açúcar e álcool. 
Ciclo a vapor com turbinas de contrapressão: É empregado de forma integrada a 
processos produtivos por meio da cogeração. Nele, a biomassa é queimada 
diretamente em caldeiras e a energia térmica resultante é utilizada na produção do 
vapor. Este vapor pode acionar as turbinas usadas no trabalho mecânico requerido nas 
unidades de produção e as turbinas para geração de energia elétrica. Além disso, o 
vapor que seria liberado na atmosfera após a realização desses processos pode ser 
encaminhado para o atendimento das necessidades térmicas do processo de 
14 
 
produção. Este processo está maduro do ponto de vista comercial e é o mais 
disseminado atualmente. O Brasil conta, inclusive, com diversos produtores nacionais 
da maior parte dos equipamentos necessários. Ciclo a vapor com turbinas de 
condensação e extração: Consiste na condensação total ou parcial do vapor ao final da 
realização do trabalho na turbina para atendimento às atividades mecânicas ou 
térmicas do processo produtivo. Esta energia a ser condensada, quando inserida em 
um processo de cogeração, é retirada em um ponto intermediário da expansão do 
vapor que irá movimentar as turbinas. A diferença fundamental desta rota em relação à 
contrapressão é a existência de um condensador na exaustão da turbina e de níveis 
determinados para aquecimento da água que alimentará a caldeira. A primeira 
característica proporciona maior flexibilidade da geração termelétrica (que deixa de ser 
condicionada ao consumo de vapor de processo). A segunda proporciona aumento na 
eficiência global da geração de energia. Este sistema, portanto, permite a obtenção de 
maior volume de energia elétrica. No entanto, sua instalação exige investimentos muito 
superiores aos necessários para implantação do sistema simples de condensação. 
Ciclo combinado integrado à gaseificação da biomassa: A gaseificação é a 
conversão de qualquer combustível líquido ou sólido, como a biomassa, em gás 
energético por meio da oxidação parcial em temperatura elevada. Esta conversão, 
realizada em gaseificadores, produz um gás combustível que pode ser utilizado em 
usinas térmicas movidas a gás para a produção de energia elétrica. Assim, a 
tecnologia de gaseificação aplicada em maior escala transforma a biomassa em 
importante fonte primária de centrais de geração termelétrica de elevada potência, 
inclusive aquelas de ciclo combinado, cuja produção é baseada na utilização do 
vapor e do gás, o que aumenta o rendimento das máquinas. A tecnologia de 
gaseificação de combustíveis é conhecida desde o século XIX e foi bastante 
utilizada até os anos 30, quando os derivados de petróleo passaram a ser utilizados 
em grande escala e adquiridos por preços competitivos. Ela ressurgiu nos anos 80 – 
quando começou a ficar evidente a necessidade de contenção no consumo de 
petróleo – mas, no caso da biomassa, ainda não é uma tecnologia competitiva do 
ponto de vista comercial. Segundo o Plano Nacional de Energia 2030, a maior 
dificuldade para a sua aplicação não é o processo básico de gaseificação, mas a 
obtenção de um equipamento capaz de produzir um gás de qualidade, com 
confiabilidade e segurança, adaptado às condições particulares do combustível e da 
operação. 
15 
 
 
 
2.1 APLICAÇÃO DA DISCIPLINA NO PROJETO 
 
 
Será de grande utilidade as disciplinas de: 
 
 
• Cálculo e física que irá nos apoiar no desenvolvimento dos cálculos para 
determinar a viabilidade do projeto determinando ganho e impactos no 
meio ambiente, e mensurar em números os resultados a serem obtidos. 
 
• Introdução de engenharia para estimular a pesquisa e a estrutura. 
 
• Informática no desenvolvimento de gráficos, formatação do relatório, e 
interligação das tecnologias. 
 
• Produção de texto para que seja apresentado em uma linguagem técnica 
e formal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
3 MATERIAL E MÉTODOS EMPREGADOS 
 
 
Será feito o estudo das matrizes já existentes faremos o cálculo da demanda 
de consumo tiraremos as fontes já consumidoras o resultado acrescentará no 
resultado da probabilidade do crescimento exponencial até 2025. Os dados técnicos 
serão recolhidos da ANEEL, CPFL, MME (ministério de minas e energia) 
 
Diante a dados faremos o cálculo de espaço necessário para implantação vs 
tempo de implantação afim de suprir esse possível déficit. 
 
 
Figura 2. Aplicação da potência instalada no estado de São Paulo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Secretaria de infraestrutura e meio ambiente do estado de São Paulo 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
Figura 3. Usina de geração de energia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Portal energias renováveis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
 
4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 
 
 
Através de discussões pelos meios de comunicação disponíveis o grupo optou 
por seguir o caminho da energia através da queima de biomassas, foi desenvolvido 
um cronograma e iniciado a coleta de dados e o processo de pesquisa. O grupo 
evolui na pesquisa em diferentes meios e diferentes matérias e insumos gerados 
decorrentes de processos produtivos. 
19 
 
4.1 PROTÓTIPO INICIAL 
 
 
 
Figura 4. Protótipo de uma usina de geração através da queima da biomassa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Neste protótipo, apresentamos uma esquemática de montagem de uma 
usina geradora de energia oriunda da queima da biomassa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
5 USINA GERADORA DE ENERGIA 
 
 
Atualmente, o Brasil é o maior produtor de cana de açúcar do mundo, com cerca 
de 8 milhões de hectares plantados o que representa apenas 10% dos produtos 
agrícolas plantados no Brasil. 
 
Mesmo totalizando uma pequena parcela a cana é a planta de maior 
contribuição na geração de energia através da queima de biomassa. A pouca 
informação é o maior responsável pelo baixo número de usinas presentes no país 
como um todo, o que muitos não sabem é que sim é uma alternativa viável devido ao 
baixo custo de implementação e alto retorno que traz. Tenhamos como exemplo a 
usina de bagaço de cana de açúcar. 
 
Dessa forma, para geração de energia alguns equipamentos são necessários, 
conforme detalhamento a seguir. 
 
 
5.1 CALDEIRA 
 
É o primeiro equipamento necessário.Em seu forno ocorre a queima do dos 
dejetos que sobram da moenda da cana “bagaço”. Doze horas após ser aceso o forno 
entra em seu regime ideal de trabalho. O princípio de funcionamento da caldeira é 
muito simples, com a liberação e a queima do combustível, e o consequente 
aquecimento da água, esta é transformada em vapor seguindo pela tubulação. O fogo 
é enviado através de tubos, que entram na caldeira e são cercados pela água. 
 
 É importante que não falte o combustível para que a temperatura seja regulada 
por um termostato, indicando a temperatura existente na caldeira. Com a água sendo 
aquecida, ela é transformada em vapor e bombeada para um circulador, através de 
outro tubo seguindo para o próximo equipamento 
 
 
21 
 
 
 
 
Figura 5. Representação didática caldeira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Industria PHS da mata 
 
 
 
 
 
 
22 
 
 
 5.2 TURBINA 
 
 É o próximo equipamento necessário para a geração de energia, é uma máquina 
térmica que aproveita a energia térmica do vapor sob pressão gerado pela caldeira, 
convertendo em trabalho mecânico útil através de uma dilatação térmica. 
 Uma turbina a vapor tem vários estágios alternados de lâminas fixas e móveis. 
As lâminas da turbina têm forma de aerofólio. Para quando o vapor chegar na lâmina, 
um lado desta terá maior pressão e a lâmina se move. 
 Estes estágios são necessários para extrair o máximo de energia do vapor. As 
lâminas estáticas (estator) aumentam a velocidade do vapor, pois estas lâminas agem 
como bocais. A temperatura e pressão sempre caem mesmo com o aumento da 
velocidade devido à conservação de energia. As lâminas móveis (rotor) podem ser de 
dois tipos: impulso ou reação. As lâminas de impulso ficam nos primeiros estágios 
onde a pressão é maior, enquanto as de reação ficam nos últimos estágios. 
Por que as lâminas dos últimos estágios são maiores? Pois quando a pressão do 
vapor cai, o volume se expande proporcionalmente. Se todos os estágios fossem do 
mesmo tamanho, o fluxo de vapor ia ser muito rápido e as turbinas podem se 
despedaçar. 
Muitas turbinas a vapor têm dois lados simétricos e o vapor chega no meio do 
eixo e se distribui igualmente para os dois lados. Qual é a finalidade de ter dois lados 
simétricos? O fluxo de vapor cria um movimento axial e esta força precisa ser 
equilibrada por outra força de direção oposta para que o rotor fique na posição certa. 
Por que é necessário? De acordo com o Teorema de Carnot, uma máquina 
térmica tem maior eficiência quanto maior for a diferença de temperatura entre a 
entrada e a saída da máquina. 
η =1−TqTf 
 
Onde η é o rendimento, Tf é a temperatura mais baixa na saída e Tq é a 
temperatura mais alta na entrada. No entanto, as lâminas têm um limite máximo de 
temperatura de operação. Depois do primeiro estágio, o vapor vai para uma caldeira 
para ser reaquecido e depois voltar para as turbinas. 
23 
 
 Para manter a velocidade do vapor constante são usadas válvulas de controle 
nos dutos. Um governador eletrônico é usado para controlar as válvulas e 
consequentemente a velocidade da turbina. 
 
Figura 6. Representação didática Turbina 
 
 
 
 
Fonte: Instituto CEPA Universidade São Paulo (USP) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
 
5.3 GERADOR ELÉTRICO 
 
É um equipamento capaz de converter outras modalidades de energia em 
energia elétrica. Sua função é aumentar a energia potencial elétrica da carga que o 
atravessa, à custa de sua energia química, mecânica etc. 
 
O gerador elétrico mais simples é formado por uma espira plana com liberdade 
suficiente para se mover sob a ação de um campo magnético uniforme. Essa espira 
gira em torno de um eixo perpendicular à direção das linhas de força do campo 
magnético aplicado. A variação do valor do fluxo que atravessa a espira móvel induz 
nela uma força eletromotriz. Assim, a força eletromotriz resulta do movimento relativo 
que há entre a espira e o campo magnético. A corrente produzida desse modo é 
alternada. Para se obter corrente contínua, é preciso dotar o gerador de um dispositivo 
que faça a retificação da corrente, denominado coletor dos dínamos. Pela descrição do 
princípio de funcionamento dos geradores, vê-se que possuem dois circuitos distintos: 
o do induzido e o do indutor. No caso do gerador elementar descrito, o induzido seria a 
bobina móvel e o indutor o campo magnético. 
 
O gerador elétrico mais simples é formado por uma espira plana com liberdade 
suficiente para se mover sob a ação de um campo magnético uniforme. Essa espira 
gira em torno de um eixo perpendicular à direção das linhas de força do campo 
magnético aplicado. A variação do valor do fluxo que atravessa a espira móvel induz 
nela uma força eletromotriz. 
 
Assim, a força eletromotriz resulta do movimento relativo que há entre a espira e 
o campo magnético. A corrente produzida desse modo é alternada. Para se obter 
corrente contínua, é preciso dotar o gerador de um dispositivo que faça a retificação da 
corrente, denominado coletor dos dínamos. Pela descrição do princípio de 
funcionamento dos geradores, vê-se que possuem dois circuitos distintos: o do 
induzido e o do indutor. No caso do gerador elementar descrito, o induzido seria a 
bobina móvel e o indutor o campo magnético. 
 
25 
 
 
 
 
Figura 7. Representação didática Gerador 
 
 
 
Fonte: Instituto CEPA Universidade São Paulo (USP) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 8. Maquete usina geradora de energia através de biomassa 
 
 
 
 
Fonte: Revista Galileu 
 
 
 
 
 
 
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 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 
 
Cerca de metade do petróleo que o planeta possuía originalmente já foi 
explorada até hoje. Restam cerca de 1 trilhão de barris a explorar, o que deve se 
esgotar em cerca de 50 anos. Isso leva os países a prospectar e desenvolver outras 
opções energéticas. O gás natural é uma interessante alternativa, porém também 
finita: deve levar cerca de 60 anos para se esgotar, mantido o atual ritmo de 
consumo. Muitas nações possuem vastas reservas de carvão pouco exploradas, o 
que lhes garante o suprimento por mais 250 anos, mas gera altos níveis de poluição. 
 
Novas descobertas e novas tecnologias de extração de recursos 
energéticos de origem fóssil podem ampliar um pouco esses horizontes, mas o fato 
 
é que mais e mais dinheiro é e será gasto para buscar cada vez menos energia em 
locais cada vez mais remotos. 
 
Os potenciais nucleares atuais são da ordem de 80 anos, podendo se 
estender por centenas de anos. Entretanto, enquanto não vier uma revolução 
tecnológica, para a obtenção de energia nuclear será necessário petróleo. Além 
disso, após o acidente de Chernobyl em 1986, as medidas de segurança para os 
novos reatores nucleares e rejeitos radioativos requerem mais energia. 
 
As energias renováveis também possuem limites, mas esses estão longe 
de serem atingidos. O mundo possui vastos potenciais em renováveis, muitos dos 
quais já estão ao alcance da tecnologia atual. É o que acontece com a 
hidroeletricidade, a energia eólica, os potenciais geotermais e, especialmente no 
mundo em desenvolvimento, a biomassa moderna. Fazendo que se torne a menina 
dos olhos da nova geração de engenheiros do ramo. 
 
 
 
 
 
 
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7 VIDEO APRESENTAÇÃO PROJETO INTEGRADOR 
 
https://www.youtube.com/watch?v=YOGUQmErZsE&feature=youtu.be 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=YOGUQmErZsE&feature=youtu.be
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REFERÊNCIAS 
 
 
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Biomass vs Modern Biomass”, in Energy Policy, 32/6, 2003, pp. 711-4. 
 
GOLDEMBERG, José. Ethanol for a Sustainable Energy Future. Science, v.315, 
n.5813, p. 808- 810, 2007. 
GOLDEMBERG, José. “The Case forRenewable Energies”. Thematic Background 
Paper for the International Conference for Renewable Energies, Bonn, 2004. 
 
 
MCT - MINISTERIO DA CIENCIA E TECNOLOGIA, O protocolo de kyoto e o 
Direito ao desenvolvimento sustentável. Disponível em: 
www.mct.gov.br/legis/consultoria_Juidica/artigos/protocolo_quioto.htm Acesso em: 
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março de 2019. 
 
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=31. Acesso em: 10 de março de 2019. 
 
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=53. Acesso em: 10 de março de 2019. 
 
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http://www.saopauloglobal.sp.gov.br/frameSetores.aspx?gp=29&IdIdioma=1&IdTrad=53
https://www.greenme.com.br/informar-se/energia-renovavel/238-sao-paulo-incentiva-producao-de-energia-renovavel
https://www.greenme.com.br/informar-se/energia-renovavel/238-sao-paulo-incentiva-producao-de-energia-renovavel
https://www.greenme.com.br/informar-se/energia-renovavel/238-sao-paulo-incentiva-producao-de-energia-renovavel
http://www.bibliotecavirtual.sp.gov.br/temas/sao-paulo/sao-paulo-energia.php
http://www.bibliotecavirtual.sp.gov.br/temas/sao-paulo/sao-paulo-energia.php
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2019. 
 
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http://www.electricalelibrary.com/2018/04/26/como-funcionam-as-turbinas-a-vapor/ Acesso 
em: 21 de junho de 2019. 
 
https://www.areatecnologia.com/mecanismos/turbina-de-vapor.html Acesso em: 21 de 
junho de 2019. 
 
 
http://caldeiraindustrial.info/gerador-de-turbina-a-vapor-500-kw-com-caldeira/ Acesso em: 
21 de junho de 2019. 
 
 
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ANEXOS