A importância da energia eólica como fonte geradora de energia frente a atual crise hídrica

A importância da energia eólica como fonte geradora de energia frente a atual crise hídrica

Ana Carolina Lima de Souza (FIC/UNIS) [e-mail]

Ariany Nascimento Moraes (FIC/UNIS) [e-mail]

Larissa Oliveira Martins (FIC/UNIS) [e-mail]

Michelle de Sales Moreira Demolinari (FIC/UNIS) [e-mail]

Tamires da Silva Prata Athouguia (FIC/UNIS) [e-mail]

Resumo: O presente trabalho tem por objetivo elucidar a diversificação da matriz energética decorrente a atual crise hídrica e demonstrar a diferença entre o potencial eólico da zona da mata mineira e do Rio Grande do Norte, mostrando a inviabilidade de se implantar um parque eólico na zona da mata mineira e a viabilidade da implantação do mesmo no Rio Grande do Norte. Foi realizada a construção de um protótipo para demonstrar o funcionamento de uma turbina eólica e utilizou-se o programa SolidWorks para a simulação computacional da construção e funcionamento do mesmo.

Palavras-chave: Crise hídrica; Energia eólica; Rio Grande do Norte; Zona da mata mineira; Protótipo

1. Introdução

A água é essencial para a sobrevivência do planeta e dos seres vivos (GROTZINGER; JORDAN, 2013). Como um bem natural, se mostra extremamente importante. A sua qualidade e a quantidade são fatores de grande importância, devendo ser analisados os efeitos do seu uso incorreto sobre o meio ambiente.

Segundo o IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2015), o índice do crescimento da população brasileira de 2000 a 2015 é de 173.448.346 a 204.450.649 pessoas. Este crescimento alinhado ao mau uso da água pode torná-la imprópria para o consumo humano, resultando na escassez de água potável.

Segundo a ANA, Agência Nacional das Águas (2014), a redução das chuvas, que ocorre desde 2012, na região nordeste, e desde outubro de 2013, na região sudeste, em relação a média histórica mensal, mostra um fenômeno ambiental de natureza nova, acarretando uma visível crise hídrica para o país. Afetando diretamente as hidrelétricas, que geram a maior parte da energia brasileira. A escassez das chuvas faz com que os reservatórios das usinas fiquem abaixo do normal, prejudicando o abastecimento de energia. Sendo assim, é necessário um maior entendimento da crise hídrica, tanto econômico quanto social.

O seguinte estudo tem por objetivo mostrar a importância do uso de fontes de energias alternativas, enfatizando a energia eólica, demonstrar a incidência de ventos por regiões, os equipamentos necessários para este procedimento, informar o cenário atual do Brasil em relação a energia eólica, destacando o estado do Rio Grande do Norte e a zona da mata mineira, expor a conversão da energia cinética do vento em elétrica, a possibilidade da implantação do sistema Grid Tie, relatar os impactos relacionados a implantação de um parque eólico, apontar a inviabilidade da construção do mesmo na zona da mata mineira, utilizando dados estatísticos do consumo de energia de uma instituição de ensino como modelo. Para um melhor entendimento da geração de energia eólica, foi construído um protótipo de um aerogerador, sendo desenvolvido no programa SolidWorks 2010. Um software CAD, que de acordo com Araujo (2009), o CAD, Computer Aided Design, tem como base a utilização do computador para a elaboração e projeto de desenhos técnicos, sendo possível visualizar os mesmos antes de sua produção.

2. Materiais e métodos

Para o desenvolvimento do presente trabalho foram realizadas pesquisas bibliográficas, através de livros, artigos, revistas e sites acadêmicos, no período de março a junho de 2015.

Foi utilizada como objeto de estudo uma instituição de ensino. Além disto, foi construído um protótipo para demonstrar a performance de um aerogerador, no período de um mês, entre maio e junho de 2015. Ele tem como finalidade mostrar que um objeto realizará suas funções como projetado, de maneira que os experimentos sejam realizados em seus ambientes não estáveis, similares aos reais ou até mesmo em ambientes reais de operação (DYM; LITTLE, 2009).  

Para a construção do mesmo, foram utilizados materiais reciclados, como um motor de impressora modelo c6419-60058, uma hélice de motor de geladeira de cinco pás, dois capacitores de 2200 micro farad, um diodo 1n 4007, um tubo PVC de 12 cm de comprimento e 3,5 cm de diâmetro, uma garrafa pet com areia, um CD, uma tábua de madeira, um LED super azul, um tubo de cobre, um LED alto brilho RGB, um secador de cabelo de 1900 W, fios, ferro de solda, estanho e um multímetro, que segundo Braga (2013) é um equipamento capaz de medir resistências, tensões e correntes. Foi desenvolvido um desenho do protótipo no programa SolidWorks 2010, como mostra a Figura 1.

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FIGURA 1 – Desenho técnico do protótipo de um aerogerador.

2.1 Empresa: objeto de estudo

A empresa objeto de estudo é uma instituição de ensino com mais de 39 anos dedicados a atividades educacionais. Localizada na cidade de Cataguases, zona da mata mineira, atendendo também as localidades vizinhas. Com tradição e vasta experiência no ensino superior, consciente de seu papel, a instituição busca atender as demandas sociais, com expressiva aproximação às exigências, cada vez mais apuradas do mercado, no que diz respeito à mão de obra especializada, profissionalmente aprimorada e atualizada com os avanços sócio científico culturais.

Contando com uma equipe de aproximadamente 660 pessoas, entre professores, funcionários e alunos, e com um consumo total de 80.480KW no ano de 2014, possui como fonte principal de geração de energia as hidrelétricas, obtendo, neste mesmo ano, em média um consumo de 7.266,6KW no período entre a primavera e o verão, de outubro a março e entre o outono e o inverno, de abril a setembro, esta média atinge 6.186,6KW. E de janeiro a maio de 2015 um consumo total de 33.240KW, como exposto na Tabela 1.

TABELA 1 - Consumo de energia elétrica da Instituição de janeiro de 2014 a maio de 2015. [pic 3]

2.2 Energia eólica

Segundo a ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica (2008), a energia eólica é a energia que está contida nas massas de ar e de ventos. Essa energia é aproveitada através da conversão de energia cinética de translação, em energia cinética de rotação, utilizando aerogeradores, moinhos, cata ventos, entre outros, gerando a energia elétrica com destino a trabalhos mecânicos. Esse tipo de energia começou a ser utilizada comercialmente na Dinamarca, em 1976.

É reconhecida como uma das fontes de energia renovável que mais avança mundialmente, com taxas superiores a 28% ao ano, e também por gerar energia limpa sem liberar dióxido de carbono e outros gases poluentes ao longo de seu funcionamento (FUNDAÇÃO ESTADUAL DO MEIO AMBIENTE, 2013, p. 10).