Fontes Renováveis de Energia

Em nosso planeta encontramos diversos tipos de fontes de energia. Elas podem ser renováveis ou não, ou seja, esgotáveis. Por exemplo, a energia solar e a eólica fazem parte das fontes de energia renováveis. Já os combustíveis fósseis (petróleo e seus derivados, gás mineral e carvão) possuem uma quantidade limitada e sua renovação extrapola o horizonte de tempo da humanidade, acabando cedo ou tarde dependendo do ritmo da exploração.

As fontes de energia renovável são aquelas originárias de fontes naturais que possuem a capacidade de regeneração (renovação), ou seja, não se esgotam.

Alguns dos benefícios da geração de energia através de fontes renováveis:

• Integram pequenas centrais geradoras
• Proporcionam melhor arranjos produtivos no interior
• Propiciam a inovação e desenvolvimento tecnológico
• Possibilitam a geração descentralizada
• Produção de energia focada em características regionais.
• Aumentam a quantidade e oferta de energia
• Garantem a sustentabilidade e renovação dos recursos
• Reduzem as emissões atmosféricas de poluentes
• São economicamente viáveis e abundantes

Alguns desafios da utilização de fontes de energia renováveis:

• Os custos de investimento são elevados e os períodos de recuperação muito longos;
• O descarte de determinados equipamentos utilizados no processo de produção de energia renovável pode ser um obstáculo;
• Sazonalidade da produção de determinadas energias como ciclo de chuvas que pode interferir no nível dos reservatórios das hidrelétricas; inconstância dos ventos; redução da incidência da luz solar em épocas de muitas nuvens
• Custo de manutenção pode ser proibitivo, dado que demanda capital humano especializado e tecnologias nem sempre disponíveis nos locais de produção;
• Apesar de serem fontes renováveis, todas as fontes produtoras de energia renovável produzem impactos ambientais.

Fontes produtoras de energia renovável

Hidroelétrica

A água que evapora nas florestas, rios, mares e são transportadas por rios virtuais para locais com relevo elevado aonde as nuvens precipitam na forma de chuva e a água completa mais um ciclo. A partir deste serviço ambiental prestado pela natureza ao levar a água do nível mais baixo de relevo até o mais alto, é possível represar a água e gerar energia potencial através da ação da força da gravidade aplicada no volume de água represado. Esta água represada corre por vertedouros, enormes tubulações, que transformam a energia potencial da água represada em energia cinética e dinâmica. Ao passar pela turbina, a energia presente na água se transforma novamente virando energia mecânica que movimentará a turbina que movimentará o dínamo (aparelho que gera corrente contínua através da conversão da energia mecânica em elétrica pela indução eletromagnética). O dínamo produz um campo magnético que por sua vez produz um campo elétrico, onde a movimentação dos elétrons produz a energia elétrica.

PRÓS:

• Não produz poluentes durante o processo,
• Criação de novos habitats para espécies aquáticas;
• Aumento de atividades como pesca e turismo.

CONTRAS:

• Impactos ambientais como a área de inundação do reservatório, alteração de ecossistemas
• Impactos sociais como o deslocamento de populações e a alteração da dinâmica dos rios.

Uma alternativa menos agressiva é a construção de diversas usinas hidrelétricas de pequena escala (PCH – Pequenas centrais hidrelétricas) que utilizam o fluxo natural das águas dos rios para gerar eletricidade.

Energia Geotérmica

A energia geotérmica é resultado do aproveitamento da energia do interior da terra, como as águas quentes e vapores de vulcões e fontes terminais, na produção de energia térmica e elétrica. Em algumas partes do mundo as águas subterrâneas podem atingir altas temperaturas que impulsionam turbinas de eletricidade e aquecimento.

PRÓS:

• Não existe emissão de gases poluentes;
• Os custos são mais estáveis que os de outras fontes alternativas.

CONTRA:

• É restrito a algumas regiões;
• Produz gases liberados na atmosfera que são em sua maioria sulforosos de odor desagradável, corrosivos e nocivos a saúde.

Energia Marés

A Energia Maremotriz é o modo de geração de eletricidade através da utilização da energia contida no movimento das massas de água pelas marés. Existem dois tipos de energia das marés: a) Energia Cinética - através da energia associada ao movimento da água que passa quando a maré sobe ou desce; e b) Energia Potencial - através de diques e comportas que retêm a água da maré-cheia e são depois abertas quando o desnível for adequado, fazendo com que a água acione um mecanismo, fazendo-o rodar.

Outro processo de aproveitamento energético dos oceanos é a Conversão de Energia Térmica Oceânica. Neste processo a geração de energia explora o diferencial de temperatura entre a água quente da superfície e a água fria das profundezas do oceano. A água da superfície é bombeada através de um trocador de calor, onde atinge um fluido com ponto de ebulição muito baixo, como a amônia, que se expande ao evaporar. O gás vaporizado move as turbinas que produzem eletricidade, antes de ser bombeado para um condensador, onde é resfriado pela água fria dos oceanos, fazendo com que retorne ao seu estado líquido. O líquido é então bombeado de volta para o trocador de calor com água quente para repetir o ciclo

Para funcionar eficientemente, a tecnologia exige uma temperatura diferencial de pelo menos 20 graus Celsius. Ela pode ser encontrada em grandes extensões dos mares tropicais. “Cada grau adicional ajudará a produzir 15% mais energia”

Energia Biomassa (bioenergia)

A maior utilização das fontes renováveis de energia, em substituição a outras fontes de origem fóssil, permite reduzir emissões de gases do efeito estufa, além de reduzir outras emissões poluentes.

PRÓS:

• Substitui diretamente o petróleo;
• Promove o aproveitamento de resíduos orgânicos;
• Permite a participação de pequenas e médias empresas na produção energética;
• Dá um fim ecológico ao lixo orgânico;
• Gera fertilizante;
• Os produtores rurais podem produzir e até vender o gás, em vez de pagar por ele.
• Ajuda a reduzir os impactos do setor energético no aquecimento global.

CONTRA:

• Como todo gás, o biogás difícil e perigoso de ser armazenado;
• Produção da matéria-prima ocupa terras destinadas a plantio de alimentos;
• O uso em larga escala na geração de energia da biomassa esbarra nos limites da sazonalidade. A produção de energia cai no período de entressafra;
• Geralmente está associada a explorações agrícolas intensivas (que utilizam fertilizantes e pesticidas muito poluentes em grande quantidade);
• Podem provocar desmatamento de grandes áreas.

As biomassas são oriundas da matéria vegetal e animal. Podem ser separadas nas seguintes classificações:

a) Florestas energéticas: são as culturas como o eucalipto, bracatinga, bambu, pinus entre outras. Nessas culturas a madeira vira lenha que transforma em carvão vegetal. O volume de resíduos gerados na fase industrial pode ser expresso como sendo a diferença entre o volume de madeira em toras que entra na fábrica e o volume de madeira processada, o restante da matéria vegetal que não virou lenha pode se transformar em etanol e metanol e gás através de processo químicos. Estes resíduos são: pó, serragem, cavacos e lascas, e de média a grandes dimensões - cascas, costaneiras, aparas, âmagos, rolos-restos e pontas.

b) Culturas energéticas: são as culturas como a cana-de-açúcar, mamona, soja, algodão, pinhão bravo, dendê, babaçu, gergelim, canola, óleos vegetais girassol e resíduos agrícolas, esterco e cama de animais,

c) Resíduos agroindústrias e indústria de alimentos: as sobras e resíduos das indústrias animais contém energia armazenada que através de processos químicos podem ser transformados em energia.

d) Resíduos urbanos: o lixo orgânico e o esgoto, a gordura e óleos de cozinha e outros dejetos orgânicos.

A importância dessas fontes energéticas para o Brasil reside no fato do país possuir a um amplo conjunto como fatores econômicos, ambientais e sociais. O uso de biomassa energética aumenta a oferta de empregos e a riqueza no campo, reduz o gasto de divisas estrangeiras na importação de petróleo, ajudando a equilibrar a balança de pagamentos e contribui para reduzir o efeito estufa ao substituir combustíveis fósseis.

Os processos de conversão energética da biomassa florestal podem:

a) físicos: como densificação (pelletes e briquetes), redução granulométrica (aparas);

b) químicos: como combustão (calor, gases a alta temperatura), gaseificação (gás combustível) e deste em processo catalítico produzindo combustível líquido, pirólise (gases combustíveis, líquidos como alcatrão, acido pirolenhoso), liquefação (hidrocarbonetos, bioóleos)

c) biológicos: como fermentação (etanol) e digestão anaeróbica (biogás).

Energia Eólica

Segundo o Atlas Eólico Brasileiro, na costa entre as latitudes 21º S e 23º S (sul do Espírito Santo e nordeste do Rio de Janeiro), as velocidades são próximas de 7,5m/s, causado pelas montanhas imediatamente a oeste da costa. Nota-se que a região é uma das mais favorecidas pelos ventos.

Essa energia é gerada por meio de aerogeradores, nas quais a força do vento é captada por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador elétrico. A quantidade de energia transferida é função da densidade do ar, da área coberta pela rotação das pás (hélices) e da velocidade do vento.

A avaliação técnica do potencial eólico exige um conhecimento detalhado do comportamento dos ventos. Os dados relativos a esse comportamento - que auxiliam na determinação do potencial eólico de uma região - são relativos à intensidade da velocidade e à direção do vento. Para obter esses dados, é necessário também analisar os fatores que influenciam o regime dos ventos na localidade do empreendimento. Entre eles pode-se citar o relevo, a rugosidade do solo e outros obstáculos distribuídos ao longo da região.

Para que a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja maior ou igual a 500 W/m², a uma altura de 50 metros, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s. Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, o vento apresenta velocidade média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50 m, em apenas 13% da superfície terrestre.

PRÓS: fonte inesgotável de energia; abastece locais aonde a rede elétrica comum não chega.

CONTRAS: poluição visual (um parque eólico pode ter centenas de cata-ventos) e, às vezes, sonora (alguns cata-ventos são muito barulhentos); morte de pássaros (que, muitas vezes, se chocam com as pás dos cata-ventos).

Energia Solar

As aplicações práticas da energia solar podem ser divididas em dois grupos: energia solar fotovoltaica, processo de aproveitamento da energia solar para conversão direta em energia elétrica, utilizando os painéis fotovoltaicos e a energia térmica (coletores planos e concentradores) relacionada basicamente aos sistemas de aquecimento de água.

As vantagens da energia solar ficam evidentes quando os custos ambientais de extração, geração, transmissão, distribuição e uso final de fontes fósseis de energia são comparadas à geração por fontes renováveis, como elas são classificadas.

Energia Solar Térmica

A energia solar térmica pode ser implantada com sucesso em qualquer latitude. Mesmo regiões que apresentam poucos índices de radiação podem possuir grande potencial de aproveitamento energético.

Conforme o Balanço de Energia Útil publicado pelo Ministério de Minas e Energia (MME), uma parcela significativa de toda a energia gerada no Brasil é consumida na forma de calor de processo e aquecimento direto. Parte desta demanda poderia ser suprida por energia termosolar, inclusive na forma de pré-aquecimento para processos que demandam temperaturas mais altas.

O valor máximo de irradiação global – 6,5kWh/m² - ocorre no norte do Estado da Bahia, próximo à fronteira com o Estado do Piauí. Essa área apresenta um clima semi-árido com baixa precipitação ao longo do ano (aproximadamente 300mm/ano) e a média anual de cobertura de nuvens é mais baixa do Brasil. A menor irradiação solar global – 4,25kWh/m² – ocorre no litoral norte de Santa Catarina, caracterizado pela ocorrência de precipitação bem distribuída ao longo do ano.

Os valores anuais acumulados de irradiação solar global incidente em qualquer região do território brasileiro (1533 – 2445 kWh/m²), alguns contam com fortes incentivos governamentais e são amplamente disseminados. A região Nordeste apresenta a maior disponibilidade energética, seguida pelas regiões Centro-Oeste e Sudeste.

Prós:

• Fonte inesgotável de energia;
• Equipamentos de baixa manutenção;
• Abastece locais aonde a rede elétrica comum não chega;
• A energia solar permite a geração de energia, no mesmo local de consumo, através da integração da arquitetura. Assim, é possível levar energia elétrica a sistemas de geração distribuída;
• Possibilidade de reduzir as perdas ligadas aos transportes.

Contra:

• Produção interrompida à noite e diminuída em dias de chuva, neve ou em locais com poucas horas de sol;
• Produção mais eficiente em áreas aonde existe maior incidência.

Economia de Água em Condomínios