Protótipo Básico de Funcionamento de Energia Maremotriz
Por: Thiago Ribeiro • 27/9/2018 • Trabalho acadêmico • 2.043 Palavras (9 Páginas) • 739 Visualizações
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO,
CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS
CAMPUS FORMOSA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: FÍSICA II
PROF.: DANIEL LOPES
Anderson Saraiva - 20151070080011
Ricardo Ferreira - 20151070080224
Thiago Ribeiro - 20151070080259
Victória Maia - 20151070080267
- OBJETIVOS
Tratando-se de matriz energética, é de extrema importância o conhecimento dos fatores que carregam essa problemática. No contexto mundial atual, a oportunidade de se expandir o debate sobre sustentabilidade não deve ser deixada de lado. Pretende-se então apresentar e direcionar um pouco da discussão sobre uma potencial matriz energética que se utiliza da movimentação de ondas marinhas.
Os processos naturais gravitacionais que a lua e o sol exercem sobre a Terra influenciam diretamente na formação das marés, e este potencial de energia cinética gerada pela formação de ondas há séculos é utilizado pelo homem para obtenção de energia elétrica. Diante disso, através de um protótipo, visamos demostrar a geração e coleta de energia elétrica utilizando-se do potencial de energia cinética das ondas. Além da geração de energia e do aproveitamento de um recurso natural abundante em nosso país essa alternativa é pouco nociva ao meio ambiente.
- INTRODUÇÃO
Historicamente o homem sempre buscou técnicas para facilitar sua mão de obra, tais como o uso de ferramentas, animais entre outros. Na busca de novas tecnologias o homem enfim chega à tecnologia da eletricidade. Com isso vários serviços antes feitos em dias, passam a serem feitos em horas. A nova tecnologia foi inserida em todas as áreas seja na área doméstica, industrial, comunicações e outros. Dessa forma poucos são os utensílios que não necessitam de energia elétrica em seu funcionamento, mas mesmo assim provavelmente utilizaram em sua confecção e criação. Com isso podemos concluir que a geração de energia elétrica é um dos principais elementos de estudo no mundo, o que originou a utilização em grande escala das energias alternativa.
Como a alternativa trata da energia de ondas precisamos fazer pontuações acerca disso. Uma onda é uma perturbação que se propaga em um meio. Essa perturbação está associada a uma energia local. Dada uma onda de largura L, a potência disponível em um ciclo de onda é dado por:
[pic 2]
Onde temos: = densidade da água, g = gravidade, h = amplitude total da onda e t = período da onda (em seg.)[pic 3]
De acordo com as fontes alternativas de energia no Brasil, falaremos sobre a energia maremotriz. Mais especificadamente nos baseamos na usina que funcionava em Pecém – CE. Esse tipo de usina se utiliza da movimentação das ondas para que flutuadores conectados a braços mecânicos façam um movimento vertical de subida e decida. Com isso, por meio de um sistema hidráulico fazem água doce perpassar um circuito fechado de alta pressão que produz um jato de água com pressão equivalente a 400 metros de coluna de água. Tal jato movimenta uma bobina onde é feita a conversão da energia que por sua vez é conduzida por cabos de tensão e repassada à população.
[pic 4]
Usina de Pecém - (1) flutuador - (2) braço de injeção - (3) injetor de água - (4) sistema fechado de alta pressão - (5) câmara de conversão.
Para entendermos parte da aplicação desses mecanismos é importante falarmos sobre indução magnética. Descoberto por Michael Faraday esse fenômeno relaciona a força eletromotriz gerada entre os terminais de um condutor que está sob a influência da variação de fluxo magnético. Usando as relações interpostas por ele temos:
[pic 5]
Descreve-se então que quando uma diferença de potencial é aplicada sobre um circuito há o surgimento de uma corrente elétrica induzida. A Lei de Faraday relaciona então essa força eletromotriz ε induzida na espira com a taxa de variação do fluxo magnético pelo tempo através desta espira. Em relação ao fluxo magnético podemos enunciar:
[pic 6]
Notamos então que as variáveis que afetam esse fluxo são a intensidade do campo magnético (), a área () e a orientação relativa entre a área e o campo (). Por fim, trazendo para a realidade das bobinas podemos construir a partir das relações apresentadas anteriormente: [pic 7][pic 8][pic 9]
[pic 10]
Essa equação trata do diferencial de potência média medido em volts. Ela considera além das variáveis anteriores, a intensidade do campo magnético medido em Teslas o numero de espiras da bobina (). [pic 11]
- PROTÓTIPO
O tipo de protótipo apresentado trata da alternativa maremotriz relacionada a flutuadores. O protótipo trata de maneira direta, sucinta e didática a aplicação desta matriz energética. O fenômeno da indução de corrente elétrica pode ser verificado concretamente e o mecanismo de funcionamento é uma demonstração simplificada deste processo.
3.1 – Materiais utilizados na confecção:
- 10 imãs cilíndricos de neodímio. (diâmetro x espessura: 20 x 2 mm)
- Placas de isopor.
- Fio de cobre esmaltado.
- Aquário ( c x l x h : 71 x 36 x 61cm).
- Pato de plástico.
- Cano pvc.
- Seringas.
- Aste de aço.
- Suporte para roldanas.
- 2 roldanas.
- Corda de nylon.
- Embolo da seringa.
- Alças de aço.
- Terminais para engates de cobre.
- – Descrição e montagem
Trata-se de um reservatório que tem por função representar o ambiente marinho. O reservatório foi divido ao meio para que assim possamos simular a ação da onda sobre o flutuador. Para o protótipo, o flutuador tem sua função desempenhada por um pato de plástico. Possuímos também um dispositivo em formado retangular que possui uma alça e serve de propulsor manual de onda (pressionador da superfície do fluido).
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