Energia Oceanica

Energia oceânica

A busca por alternativas energéticas que causem menos impactos ao meio-ambiente passou a fazer parte do planejamento estratégico das nações. O aproveitamento do comprovado potencial energético dos oceanos configura, atualmente, como uma possibilidade promissora para produzir energia limpa. Marés, ondas e correntes marinhas são recursos renováveis, cujo aproveitamento para a geração de eletricidade registra significativos avanços tecnológicos e apresenta vantagens, em termos de acessibilidade, disponibilidade e aceitabilidade, que vêm sendo propagadas pelo Conselho Mundial de Energia (2000) para o desenvolvimento de alternativas energéticas.

As ondas são formadas pela força do vento sobre a água e o tamanho das ondas varia com a velocidade do vento, da sua duração e da sua distância da água da qual o vento faz força. O movimento da água que resulta da força do vento transporta energia cinética que pode ser aproveitada por dispositivos próprios para a captação dessa energia, chamada energia das ondas.

Além da energia gerada pelo movimento da água que gera ondas e das quais resulta energia cinética, existe também a energia das marés que resulta da deslocação da água do mar, ou seja, com as variações de marés e ainda existe a energia térmica dos oceanos que apesar de ser menos falada não deixa de ser importante.

Estimativas recentes indicam que a energia contida nas ondas do mar é de cerca de 10 TW (1 Terawatt = 1000 Gigawatt), equivalente a todo o consumo de eletricidade do planeta. Obviamente há restrições quanto ao uso de grandes áreas dos oceanos, devido às rotas de navegação, regiões turísticas e de lazer, assim como pelos decréscimos associados ao rendimento dos conversores. Contudo, ainda revela-se significativa a quantidade de energia dos oceanos a ser convertida em eletricidade. O percentual de 10% de aproveitamento do potencial energético total das ondas, considerado realístico para as próximas décadas, representaria acréscimo da ordem de 1000 GW na matriz energética mundial.

A geração de eletricidade pelas ondas se configura também como uma nova oportunidade para negócios no setor de energia. O aumento da demanda, impulsionado pelo crescimento da economia mundial e comércio cada vez mais globalizado, está inserido num cenário de preocupações com temas como o aquecimento global e o alto preço do petróleo. Estima-se que a consolidação da tecnologia de aproveitamento da energia das ondas se dê num prazo de 10 a 15 anos. As tecnologias que se mostrarem comercialmente competitivas irão disputar cerca de 5 % do mercado mundial de energia elétrica. Além disso, deve-se considerar que, em médio prazo, com o declínio das reservas petrolíferas, a substituição parcial por energias limpas e renováveis irá priorizar os recursos ambientais locais.

Tecnologias e Geração

Várias tecnologias para a extração de energia das ondas já se encontram em testes no mar como, por exemplo, o dispositivo denominado Pelamis, com potência nominal 750 kW, e o projeto Limpet, com potência 500 kW, ambos lançados pelo Reino Unido; o projeto AWS, com 2 MW, da Holanda; o projeto OWC, com 400 kW, de Portugal; e o projeto Wave Dragon, com geração de 20 kW de potência na fase inicial, da Dinamarca. Estados Unidos, Canadá, Austrália, Irlanda e Japão, entre outros, são exemplos de países que também vem desenvolvendo pesquisas nesta área.

No Brasil, está prevista a construção e instalação de um protótipo piloto de 50 kW de potência, a ser expandido com a agregação de módulos para atingir 500 kW. O conceito desenvolvido pela COPPE/UFRJ, a partir de testes experimentais no Tanque Oceânico e no Laboratório de Tecnologia Submarina, é baseado no princípio de armazenamento de água sob alta pressão numa câmara hiperbárica, obtida pelo bombeamento realizado pela ação das ondas nos flutuadores. A câmara, que libera jato d’água, com pressão e vazão controlados, aciona turbina acoplada a gerador produzindo eletricidade. Este equipamento é um dos fatores de inovação que a distingue a tecnologia desenvolvida no Brasil das alternativas até então propostas em termos mundiais. Sua principal vantagem é possibilitar a simulação de elevadas quedas d’água sem que para isso seja necessário ocupar áreas de grande extensão, como exigem as hidrelétricas.

Cada unidade de bombeamento do modelo testado possui flutuador, braço, estrutura de fixação e bomba. Quatro destas unidades de bombeamento foram fixadas debaixo da plataforma de trabalho do laboratório, através de vigas de madeira e suportes de aço, a uma distância de aproximadamente 500 milímetros do nível da água. A bomba é sustentada pela base de fixação e a estrutura de madeira presa em quadros de aço que são aparafusados na plataforma. Dispositivo acoplado ao braço compõe o sistema de transmissão do movimento do flutuador para a bomba hidráulica. Mangueiras para alta pressão e outros acessórios interligam as quatro unidades de bombeamento à câmara hiperbárica. Uma válvula reguladora de vazão conectada à câmara (Figura 2) é responsável pela saída do jato de água para o acionamento da turbina (Figura 3), cuja pressão equivale a uma queda d’água similar a de grandes hidrelétricas, com 400 m de altura.

Figura 1- câmara hiperbárica

Figura 2- Turbina Hidráulica

Implantação da usina piloto no Brasil

A característica do mar local é que dita a capacidade de geração de uma usina de ondas. Os estudos feitos na COPPE analisaram o desempenho do modelo para as condições de mar próximo ao Porto do Pecém, litoral do Estado do Ceará, local previsto para a instalação da primeira usina de ondas do Brasil.

As estatísticas de ondas foram elaboradas a partir das informações e dados registrados por um ondógrafo instalado ao largo da localidade do Pecém, a 60 km ao norte da cidade de Fortaleza, em uma profundidade média de 17 metros. As medições foram conduzidas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Hidroviárias (INPH) para subsidiar a construção do porto offshore do Pecém e seu monitoramento pós-construção. A análise dos dados obtidos durante 22 meses de pesquisa na região (1997 a 1998) indicou predominância de ondas baixas, entre 1m e 2m de altura, apesar de ter sido registrado ondas de até 2,5m.

Todas, porém, apresentam uma distribuição bastante homogênea, apontando uma regularidade na altura significativa de onda com média anual