fontes alternativas de energia

28/10/2014 00:35

FONTES DE ENERGIA ALTERNATIVAS

Os atuais modelos de desenvolvimento socioeconômico estão fortemente baseados no consumo de petróleo e de outros combustíveis fósseis. Essas fontes de energia, no entanto, além de serem as mais poluentes e as principais responsáveis pelas mudanças climáticas, não são renováveis. Isso traz um desafio para a sociedade atual: rever seus padrões de produção e consumo e desenvolver fontes alternativas de energia.

            Para isso, são necessários uma nova postura da sociedade em geral e investimentos públicos e privados, em tecnologias para a geração de energia limpa e a adoção de políticas de eficiência energética: veículos mais econômicos e menos poluentes, construções adequadas às condições climáticas; uso de equipamentos de iluminação e eletroeletrônicos de baixo consumo energético; entre outros.

            Uma política energética inclui, ainda, a necessidade de os governos ampliarem o acesso das populações à energia elétrica. Atualmente, um terço da população mundial está privada do uso da eletricidade, condição básica para a melhoria da qualidade de vida das pessoas. Isso é ainda mais urgente no atual contexto da Terceira Revolução Industrial, em que a informática traz novas exigências para a inserção social e no mercado de trabalho.

            As fontes alternativas atualmente disponíveis exigem desenvolvimento tecnológico para tornarem-se cada vez mais viáveis economicamente e, dessa forma, utilizadas em grande escala. Entre elas, destacam-se a luz solar, a biomassa, o vento e o calor da terra. Somada ao desenvolvimento de energias alternativas, menos poluentes e renováveis, e a ampliação do acesso a elas, há a necessidade de se investir no aprimoramento das redes de distribuição, com o uso de equipamentos com melhor qualidade condutora, para reduzir as perdas de energia elétrica. No entanto, apesar da pequena participação das fontes alternativas e renováveis na matriz energética mundial, os investimentos têm sido ampliados na última década.

            Cabe também conscientizar a população para evitar desperdício na rotina doméstica, como deixar lâmpadas acessa durante o dia, abrir e fechar geladeiras e freezers com muita frequência e usar benjamins. Recomendam-se o uso de equipamentos adequados, como lâmpadas mais econômicas e eletrodomésticos de baixo consumo energético.

Energia solar

O aproveitamento da energia solar oferece inúmeras vantagens: não polui, é renovável e existe em abundância em grande parte do planeta.

Entretanto, sua utilização para a geração de energia elétrica em larga escala (grandes usinas) ainda depende de avanço tecnológico para consolidar a sua viabilidade econômica.

De qualquer forma os preços têm caído a cada ano e a sua evolução para a geração de eletricidade foi surpreendente na última década.

A geração de energia elétrica proveniente da luz solar pode ser obtida de forma direta ou indireta. No primeiro caso, ocorre por meio de painéis de células fotovoltaicas, geralmente feitas de silício, um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre. A luz solar, ao atingir as células, é diretamente convertida em eletricidade. O preço dos painéis fotovoltaicos caiu nos últimos anos, tornando-os mais acessíveis à boa parte da população. Outra forma de uso é o aquecimento da água por via solar direta. Nesse caso coletores são instalados no telhado de uma residência, e a água é aquecida ao passar por uma série de serpentinas instaladas neles. A água aquecida é então armazenada em reservatórios térmicos, contribuindo para uma redução da demanda de energia elétrica.

A obtenção indireta de energia elétrica a partir do sol ocorre em usinas construídas em áreas de grande insolação (áreas desérticas, por exemplo), onde são instalados centenas de espelhos côncavos (coletores solares) direcionados para uma tubulação de aço inoxidável, como ocorre no deserto de Mojave, na Califórnia (EUA), ou para um compartimento contendo simplesmente ar, como ocorre em Israel.

 No caso das usinas californianas, pela tubulação de aço inoxidável circula um tipo de óleo, que é aquecido pelo calor concentrado do sol. O óleo aquece a água, que circula em uma tubulação paralela; a água vira vapor, que irá mover turbinas e acionar os geradores elétricos. Na usina de Israel, o calor aquece o ar existente no compartimento até 1.300°C, quando este aciona uma turbina e gera eletricidade.

Biocombustíveis

Os biocombustíveis, como o etanol (álcool), o biodiesel e o biogás, são produzidos pelo aproveitamento da biomassa. Sua grande vantagem é ser menos poluente e de fontes renováveis. Entretanto, alguns biocombustíveis necessitam de grande quantidade de água para serem produzidos. Atualmente, a agricultura já é responsável por cerca de 70% do consumo de água no planeta, e a expansão dessa atividade econômica para a produção de energia tem ocupado terras destinadas à cultura de alimentos ou provocado desmatamentos para ampliação da área de cultivo. Assim, os efeitos socioambientais negativos superem os positivos.

Álcool

O álcool pode ser produzido principalmente a partir da cana-de-açúcar, do eucalipto, da beterraba e do milho. Como fonte de energia, pode ser utilizado em motores de veículos (etanol, da cana-de-açúcar, do milho e da beterraba; e metanol, do eucalipto).

Como combustível para automóveis, o álcool tem a vantagem de ser uma fonte renovável e menos poluidora que a gasolina (considerando toda a cadeia de produção e consumo), além de ter possibilitado, no caso brasileiro, o desenvolvimento de uma tecnologia nacional de produção de motores. O álcool, no entanto, nunca suprirá a necessidade total de combustível dos veículos automotores. Os Estados Unidos, por exemplo, possuem uma frota de aproximadamente 200 milhões de veículos; se quisessem utilizar apenas álcool para abastecê-la, necessitaram aproximadamente de uma área de 1 milhão de km2 para o plantio de cana-de-açúcar (que representa cerca de 10% do território estadunidense) ou de mais de 2 milhões de km2 para o milho.

O etanol é considerado a melhor alternativa à gasolina, e o Brasil ocupa uma posição privilegiada nesse mercado. O álcool brasileiro, proveniente da cana, apresenta vantagens em relação ao estadunidense, que é produzido a partir do milho. Para cada hectare cultivado de cana no Brasil obtêm-se em média 6.800 litros de álcool, enquanto a mesma área cultivada de milho gera 3.200 litros: a rentabilidade da cana é mais que o dobro do milho. O mesmo ocorre com o preço médio do álcool nas usinas brasileiras, que chega a ser menos da metade que o preço obtido nas usinas dos Estados Unidos. Ainda assim, os Estados Unidos responderam, em 2011, por 54,2% da produção de etanol mundial. O Brasil ocupou o 2º lugar com 21% do total.

Apesar das vantagens, a produção do álcool brasileiro apresenta uma série de problemas:

·         Os produtores de cana têm sido responsáveis pela superexploração do trabalhador rural, cuja maioria está na condição de temporário (conhecido como boia-fria na região centro-sul);

·         A necessidade de grandes áreas para cultivo estimula a concentração fundiária e a monocultura;

·         A expansão da cana tem ocupado áreas do Cerrado e contribuído, assim como a soja, para o deslocamento da pecuária para as áreas de floresta da Amazônia;

·         A descarga de resíduos, como o vinhoto, nos rios provoca desequilíbrio ecológico, contamina as águas superficiais e o lençol freático.

Biodiesel

O biodiesel pode ser produzido a partir de gorduras vegetais ou de qualquer planta oleaginosa, como girassol, pinhão-manso, babaçu, algodão, mamona e soja, dentre outras espécies vegetais abundantes no Brasil. Apresenta a vantagem de poder ser utilizado total ou parcialmente nos motores a diesel, combustível utilizado em caminhões, tratores e máquinas agrícolas.

Consagrado como combustível ecológico, o biodiesel emite cerca de 60% menos gás carbônico (CO2) e 90% menos enxofre que os combustíveis tradicionais. Acrescenta-se ao seu perfil ecologicamente favorável o fato de ser um combustível biodegradável e pouco tóxico.

O Programa Nacional de Biodiesel, lançado no Brasil em 2004, apresentava vantagens econômicas e ambientais e tinha um alvo social definido: utilizar o potencial produtor de áreas semiáridas e do agreste nordestino para a expansão do cultivo do dendê, da mamona e do pinhão-manso. Acreditava-se que a nova atividade promoveria o progresso social dos pequenos agricultores, geraria trabalho, renda e impacto social favorável na economia regional. No entanto, a maior fatia da produção de biodiesel é abastecida pela soja, cultivada por grandes produtores. Ela é responsável atualmente por 70% da matéria-prima destinada à produção desse combustível. A proposta social do plano, em boa parte, não se sustentou diante da realidade do mercado.

 Biogás

O biogás é um biocombustível constituído basicamente de gás metano. É obtido a partir de reações anaeróbicas (sem oxigênio) da matéria orgânica existente no lixo que é recolhido nas cidades e depositado nos aterros sanitários e dos dejetos de animais. Tem sido utilizado pra gerar gás de uso doméstico e combustível de veículos. Uma das principais vantagens dessa fonte energética consiste em contribuir para a solução de um sério problema, especialmente nas grandes cidades: a destinação do lixo.

O biogás também pode ser obtido por meio de biodigestores, nos quais se processa a fermentação de esterco, folhas de árvores e outros compostos orgânicos, constituindo uma excelente alternativa para os espaços rurais.

 

Energia eólica

Como a luz do sol e água, o vento também é um recurso energético e abundante na natureza. Quando intenso e regular, pode ser utilizado para produzir energia a preços relativamente baixos. Esse custo poderá ser reduzido e tornar-se mais competitivo quando o uso da energia dos ventos estiver mais difundido.

Os Estados Unidos são o líder mundial no aproveitamento dos ventos. A China vem em segundo lugar e a Alemanha é a líder mundial no mercado de equipamentos para a geração de energia eólica, situação que ajudou a sociedade alemã a reduzir parte da dependência em relação ao petróleo e gás natural.

Apesar da pequena participação na geração mundial de energia eólica, o Brasil tem evoluído nos últimos anos, com destaque aos estados do Ceará, Rio Grande do Norte, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

Energia geotérmica

Outra fonte alternativa de energia é o calor do interior da terra, transformado em energia elétrica nas usinas geotérmicas. O princípio de produção de energia elétrica nessas usinas é semelhante ao das termelétricas ou termonucleares.

A construção das centrais geotérmicas em zonas de vulcanismo favorece a produção, pois a água quente e o vapor se encontram a profundidades menores, aflorando à superfície através de gêiseres, fumarolas e fontes hidrotermais.

O calor dessas fontes naturais é aproveitado para a produção de vapor, que, ao ser introduzido na usina, movimenta suas turbinas (energia cinética). O gerador é responsável pela última etapa de produção, a transformação de energia cinética em elétrica.

Uma das principais vantagens da energia geotérmica é a escala de exploração, que pode ser adequada às necessidades, sendo realizada em pequena ou grande escala. Uma vez concluída a instalação da usina, os custos de operação são baixos. No Brasil, como não temos atividade vulcânica, não produzimos energia geotérmica, ao contrário da Islândia que além de gerar energia elétrica, a energia é utilizada diretamente para o aquecimento doméstico.

 

A energia do mar

Os oceanos podem ser uma fonte de energia para iluminar as nossas casas e empresas. Neste momento, o aproveitamento da energia dos mar é apenas experimental e raro. No Brasil existem vários estudos e experimentos, para geração de energia das marés, sendo o Brasil um país com quase oito mil quilômetros de costa, as possibilidades são muitas de geração de energia. Alguns países já produzem energia das marés: Portugal, França, Canadá, Estados Unidos, Inglaterra.
Mas como é que se obtém energia a partir dos mares?
Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: as ondas, as marés ou deslocamento das águas e as diferenças de temperatura dos oceanos.

A energia das ondas

A energia cinética do movimento ondular pode ser usada para pôr uma turbina a funcionar.

No exemplo da figura, a elevação da onda numa câmara de ar provoca a saída do ar lá contido; o movimento do ar pode fazer girar uma turbina. A energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através do gerador.

Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas.

Esta é apenas uma das maneiras de retirar energia da ondas.  Atualmente, utiliza-se o movimento de subida/descida da onda para dar potência a um êmbolo que se move para cima e para baixo num cilindro. O êmbolo pode por um gerador a funcionar.

Os sistemas para retirar energia das ondas são muito pequenos e apenas suficientes para iluminar uma casa ou algumas bóias de aviso por vezes colocadas no mar.

A energia das marés

A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para transformá-la são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.

Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés.

A energia térmica dos oceanos

O último tipo de energia oceânica usa as diferenças de temperatura do mar. Se alguma vez mergulhares no oceano notará que a água se torna mais fria quanto mais profundo for o mergulho. A água do mar é mais quente na superfície porque está exposta aos raios solares; é por isso que os mergulhadores vestem roupas próprias para mergulhar em zonas profundas. Pode-se usar as diferenças de temperatura para produzir energia. Esta fonte de energia está a ser usada no Japão e no Hawai, mas apenas como demonstração e experiência.

 Veja vídeo sobre usina de geração de energia das marés aqui

Assista matéria do Jornal da Globo em 29.10.2014 sobre Biomassa aqui.

 

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