As fontes alternativas renováveis de energia produzem benefícios para a sociedade e reduzem os impactos ambientais, este estudo teve como objetivo identificar os diferentes tipos de energias alternativas renováveis existentes no Brasil, bem como, a aplicabilidade e o impacto ambiental gerado por essas fontes de energia. O desenvolvimento da humanidade, ao longo de muitos anos, garantiu melhores índices de conforto e longevidade devido a avanços na agricultura, na medicina, dentre outros. A partir destes, a densidade populacional no planeta vem aumentando e, com isso, também aumenta a procura por mais recursos energéticos, causando impactos ambientais que vem sendo discutidos mundialmente, mediante a conscientização da gravidade da questão. Nesse sentido, a crescente preocupação com as questões ambientais e a conscientização mundial sobre a promoção do desenvolvimento em bases sustentáveis vêm estimulando a realização de pesquisas de desenvolvimento tecnológico que visam à incorporação dos efeitos da aprendizagem e a consequente redução dos custos de geração dessas tecnologias (FREITAS & DATHEIN, 2013). Várias são as razões para o fomento às fontes renováveis alternativas. Atualmente, os recursos naturais e renováveis têm sido o foco de inúmeras pesquisas, impulsionadas pelo aumento das preocupações com o meio ambiente, devido aos problemas ecológicos e do aquecimento global, gerados pela utilização de combustíveis fósseis. O aproveitamento correto das fontes renováveis é um excelente modo de substituir as “energias sujas” e evitar danos ao planeta (AZEVEDO, 2013). As fontes renováveis de energia são aquelas em que os recursos naturais utilizados são capazes de se regenerar, ou seja, são considerados inesgotáveis, além de diminuir o impacto ambiental e contornar o uso de matéria prima que normalmente é não renovável. Dentre as energias alternativas renováveis, mais conhecidas atualmente encontram-se a energia eólica, energia hidráulica, energia do mar, energia solar, energia geotérmica e biomassa. A utilização dessas energias alternativas renováveis em substituição aos combustíveis fósseis é viável e vantajosa. Além de serem praticamente inesgotáveis, as energias renováveis podem apresentar impacto ambiental muito baixo, sem afetar o balanço térmico ou a composição atmosférica do planeta. O desenvolvimento das tecnologias para o aproveitamento das fontes renováveis poderá beneficiar comunidades rurais e regiões afastadas, bem como a produção agrícola através da autonomia energética e consequente melhoria global da qualidade de vida dos habitantes (COSBEY, 2011). A energia renovável surge como opção para manter em nível aceitável a preservação como um todo, diminuindo os efeitos nocivos das mudanças climáticas, e suprindo a necessidade de segurança energética e da preferência pelo desenvolvimento sustentável. Quais são as fontes de energias alternativas existentes e seus impactos provocados pela implantação de fontes de energia renovável?
O projeto foi desenvolvido de forma geral como pesquisa bibliográfica, utilizando-se das seguintes etapas: 1) definição das palavras chave para a pesquisa bibliográfica; 2) Levantamento de publicações acadêmicas referentes ao tema proposto; 3) Coleta de dados: leitura e registro das informações extraídas das fontes bibliográficas obtidas; 4) Análise e interpretação dos resultados e discussão Fontes alternativas de energia
Energias
02/2021 - 03/2021
Joao Mauricio Costa Nascimento (Coordenador da Equipe)
Raquel Da Silva Santos Arruda (Professor Colaborador)
Lindyene Cristina Gomes dos Santos (Professor Colaborador)
Evellin Dayana Reis (Aluno Capitão)
João Arthur Alves Pereira (Aluno)
ALEX AUGUSTO SILVA (Aluno)
ANGEL DARA LEAL VAZ (Aluno)
JOSÉ JÚLIO FERNANDES DOS REIS (Aluno)
Escola Estadual José Álvares Duarte, Belo Horizonte-MG
Os recursos renováveis têm sido o foco de inúmeras pesquisas, devido à preocupação com o meio ambiente. Nesse sentido, várias são as razões para a implementação de fontes renováveis de energia. A ideia de sustentabilidade tem como base o princípio que o ser humano pode gastar recursos naturais somente conforme a capacidade de renovação desses recursos, para evitar o seu esgotamento. Pode-se dizer então que a sustentabilidade é o que atende às necessidades do presente sem comprometer a possibilidade de as gerações futuras fazerem o mesmo. Assim, o objetivo desse estudo foi identificar os diferentes tipos de energias renováveis existentes no Brasil, bem como, a aplicabilidade e o impacto ambiental gerado por essas fontes. O trabalho foi desenvolvido sobre os preceitos do estudo exploratório por meio de uma pesquisa bibliográfica. Foram identificados seis tipos de energias alternativas renováveis no Brasil, Biomassa, Eólica, Geotérmica, Hidráulica, Marítima e Solar. A energia solar foi considerada a mais viável em função de sua aplicabilidade, mesmo em locais isolados, do potencial encontrado em todo território, e, a redução dos impactos ambientais. Identificou-se que, mesmo com diversas alternativas energéticas e um imenso potencial de recursos renováveis, a utilização desses recursos no Brasil deve ser considerada insuficiente para geração de energia.
Fontes alternativas de energia Energia Solar O mundo tem ligação com a energia desde os tempos primórdios, visto que já naquela época o sol era utilizado para secar peles e alimentos e até mesmo para fazer fogo na qual usavam lentes para concentrar o sol e assim queimar pequenos pedaços de madeira. O sol é o maior potencial de energia que supre a terra, sendo uma fonte indireta de quase todas as outras formas de energia (hidráulica, biomassa, eólica, combustíveis fósseis e energia dos oceanos). O processo de energia oriunda sol acontece com o aquecimento da atmosfera desproporcional, produzindo a circulação atmosférica e o ciclo das águas, de forma a serem aproveitados nos parques eólicos e com seu represamento posteriormente proporcionando a geração hidroelétrica. Existem duas formas para o aproveitando do potencial de sendo elas a sistemas de altas temperaturas e as sistemas de coletores solares (EDUARDO & MOREIRA, 2010; DANIEL et al., 2016). O Brasil, em relação à energia solar, é considerado privilegiado, visto a imensa incidência de raios solares emitidos em seu território e pelas reservas de quatzo para a produção do silício, utilizados na fabricação de células solares. Ainda em razão disso vários são os benefícios como gases não poluentes na atmosfera comparada a outras energias, a mínima manutenção em suas centrais, a sua utilização em lugares remotos ou de difícil acesso, e uma grande vida útil de seus sistemas implantados. Entretanto, ainda causa alguns impactos ambientais como emissões de produtos tóxicos durante a produção do insumo utilizado para a produção dos módulos e componentes periféricos, não podendo ser usado nos períodos de chuva e noturno (AGUILAR et al., 2012). O Brasil atualmente possui atualmente 39 usinas solares com capacidade de 22.952kW representando 0,0150% na matriz elétrica brasileira conectadas a rede elétrica e as não conectadas a rede estima-se o consumo entre 300 a 500kWh/mês (ANEEL). Biomassa A biomassa é todo insumo renovável proveniente de matéria orgânica produzida em um ecossistema (animal ou vegetal), que pode ser utilizada na produção de energia elétrica, sendo apenas uma parte dessa matéria utilizada como biomassa, devido ao que o ecossistema absorve para sua própria manutenção. E assim como outras fontes renováveis de energia, é uma forma indireta da energia solar. Existem vários tipos de tecnologias empregadas para a produção de energia elétrica a partir da biomassa, porém todas elas estimam-se a conversão de matéria orgânica em um produto mediatário que será utilizado em uma máquina motriz, fazendo com que esta máquina gere energia mecânica movendo se o gerador de energia elétrica. De maneira geral todas as tecnologias existentes são aplicadas em processo de co-geração. Esse sistema de co-geração permite produzir sincronicamente energia e calor e assim permitem configurar estes sistemas à forma mais coerente para a utilização de combustíveis. No entanto dentre os principais processos de conversão da biomassa em energéticos e seu aproveitamento, podemos citar a combustão direta, gaseificação, pirólise, digestão anaeróbica, fermentação e a transesterificação (ATLAS, 2008; WWF, 2012; CEMIG, 2012). A biomassa é uma das fontes que tem crescido muito no Brasil com sistemas de co-geração do setor industrial e de serviços e possivelmente tende a crescer muito mais aos longos dos anos. Energia Eólica A energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento) vem sendo usado pelo homem há mais de 3.000 anos. O conceito de gerar energia elétrica a partir dos ventos teve início no século XIX, naquela época eram usados os moinhos para moer grãos, transportar mercadorias em barcos a vela e bombear água, sendo utilizado o mesmo método até os dias de hoje, onde o vento atinge a hélice da qual gira um eixo impulsionando gerador. As tecnologias de aproveitamento para a geração de energia eólica, se dá através dos aerogeradores eólicos que têm por objetivo principal maximizar o aproveitamento do vento para geração de eletricidade, obedecendo os seguintes aspectos como locais com muito ou pouco vento, conexão aos sistemas elétricos locais, desempenho aerodinâmico, desempenho acústico, situações climáticas extremas, integração com o meio ambiente e impacto visual. Apesar deste tipo de tecnologia não queimar combustíveis fósseis e consequentemente não produzir emissões atmosféricas poluentes, a sua implantação com fazendas eólicas não é plenamente privada dos impactos ambientais, visto que elas modificam as paisagens com suas grandes torres e hélices e ainda ameaçam as aves se forem implantados em rotas migratórias. Sem contar os ruídos emitidos (baixa frequência) que podem causar incomodo e até mesmo interferências nas TVs. Outro problema grande também enfrentado é o alto custo dos geradores eólicos e ainda assim com esses custos elevados acaba sendo uma fonte de alternativa viável, pois tem um retorno financeiro a curto prazo (CEMIG, 2012; SILVA & BRITO, 2016). Energia hidráulica A energia hidráulica teve origem desde os tempos remotos no século II a.C, onde utilizavam se as famosas ‘’noras’’ (rodas de água do tipo horizontal), na qual começaram-se a substituir o trabalho animal pelo trabalho mecânico. E assim com o desenvolvimento tecnológico no século XVIII surgiram as primeiras turbinas e os motores hídricos o que favoreceu na transformação de enérgica mecânica em energia elétrica. Essa energia tinha como parâmetros a acumulação, a aceleração e a evaporação da água, características estas causadas pela energia gravitacional e pela irradiação solar, tornando estes responsáveis pela geração de energia elétrica (ATLAS, 2008; CEMIG, 2012). A constituição de uma usina hidroelétrica, se dá de forma conjunta e integrada sendo formada basicamente pelo sistema de captação e adução da água, pela barragem, pela casa de força e pelo vertedouro. A finalidade da barragem é interceptar água, formando um reservatório onde será armazena a água. Afora o armazenamento de água este reservatório facilita para que a vazão do rio seja adequada, tanto em dias chuvosos quanto em dias de estiagem, acarretando na captação da chuva em volume adequado e em uma diferença de altura de modo que se torna essencial para a geração de energia hidroelétrica (EDUARDO & MOREIRA, 2010; CEMIG, 2012). O Brasil hoje desfruta das hidroelétricas como sendo sua principal fonte de energia, composto atualmente por 1220 usinas hidroelétricas com capacidade total de 92.415MW instalada correspondendo a 61,34% na matriz elétrica brasileira, e esses números tendo a subir nos próximos anos com mais sete empreendimentos em construção e seis para iniciar (ANEEL, 2016). Energia Geotérmica A energia geotérmica ou geotermal é proveniente do calor existente no interior da terra e existe desde que o planeta foi criado. Os principais recursos desta energia são os gêiseres (fontes de vapor no interior da terra que demonstra erupções frequentemente) e onde existem água ou rochas a temperaturas altas, possibilitando o seu aproveitando de energia térmica e consequentemente energia elétrica. Portanto, esta água a temperaturas altas produz o vapor que posteriormente alimenta os geradores de turbina e produz a eletricidade. Essa fonte alternativa de energia é possível em razão da capacidade natural da terra em reter calor em seu interior. Este tipo de energia possui muitos benefícios em relação aos impactos ambientais como não agredir o solo, custo baixo para manutenção, não é vulnerável ao clima, benefícios em áreas afastadas, porém também gera impactos ambientais como liberação de dióxido de enxofre que é prejudicial à saúde e altamente corrosivo gerando também um odor desagradável, eventual afundamento do terreno, possível contaminação de lagos e rios e a principal desvantagem é que só pode ser operada em áreas propícias (PIMENTA-NETO & ARAUJO, 2019). No Brasil existem poucas áreas para esse tipo de aproveitamento de energia, e mesmo as que existem são pouco utilizadas, sendo usado basicamente o calor gerado por águas termais e utiliza as mesmas para o turismo. Energia do Mar A energia dos oceanos é indiretamente oriunda da energia solar, visto que o sol aquece a superfície da terra provocando os ventos que de modo em contato com a água transfere energia através da operação das tensões cisalhantes, que por sua vez resulta na formação e crescimento das ondas. Essa energia teve origem no século XII na Europa, onde usavam se moinhos submarinos nas entradas de estreitas baías (o fluxo e o refluxo movimentavam as pedras de moer). A energia proveniente do mar demonstra grandes quantidades de energia armazenada no deslocamento das suas massas de água, sendo essa energia uma grande oportunidade em todo o mundo, visto que é uma energia limpa sem agredir ao meio ambiente. Este tipo de energia ainda não tem um grande avanço mundial, entretanto em nosso pais estudos feitos pela Coordenação de Pós-Graduação de Engenharia (COOPE) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), visam um potencial de geração de 40GW existente.
abordar também os pontos negativos do uso dessas energias consideradas "limpas". Veja, a seguir, quais são as principais vantagens e desvantagens delas: VANTAGENS • São opções energéticas pouco poluentes, consideradas limpas e inesgotáveis por serem renováveis. • Produzem menos impactos negativos no meio ambiente, se comparadas às fontes convencionais. • Oferecem poucos riscos, se comparadas ao uso de energia nuclear. • Utilizar as fontes alternativas de energia reduz a dependência energética do atual modelo energético mundial, baseado no uso de combustíveis fósseis. DESVANTAGENS • A energia solar e a energia eólica, apesar de produzirem energia a preços relativamente baixos, os custos para sua construção estrutural ainda são elevados. • A energia eólica, apesar de ser considerada limpa, depende da instalação de aerogeradores. Esses podem provocar mudanças na paisagem das áreas nas quais forem instalados e também podem interferir no fluxo migratório de aves na região. • O uso de biocombustíveis pode aumentar os problemas relacionados ao desmatamento. A utilização da biomassa, por meio da queima de vegetais, restos orgânicos e madeira, requer ampliação de áreas agricultáveis e o consequente desmatamento. VANTAGEM energia renováveis X não renováveis A grande vantagem das fontes renováveis de energia em relação às fontes não renováveis são os recursos naturais disponíveis na natureza durante um longo período, com capacidade de renovarem-se em um curto espaço de tempo, enquanto que as fontes não renováveis são recursos naturais que se esgotam com o tempo, não sendo capazes de renovarem-se em um curto espaço de tempo, como os combustíveis fósseis.
Foram identificados seis tipos de energias alternativas renováveis no Brasil, Biomassa, Eólica, Geotérmica, Hidráulica, Marítima (energia do mar) e Solar. A energia solar é a que mais se viabiliza aos mecanismos existentes no Brasil em função de sua aplicabilidade mesmo em locais isolados, devido ao imenso potencial energético dessa fonte, encontrado em todo território e quanto a redução dos impactos ambientais, em comparação com as outras fontes de energia. Quanto aos impactos ambientais identificados nas diferentes fontes renováveis de energia, concluiu-se que esses são considerados de baixa escala e com uma expressiva minimização desses impactos quando comparados as fontes não renováveis de energia. Embora as novas tecnologias de aproveitamento de energia ainda tenham um alto custo de implantação, vale ressaltar que algumas delas como a energia eólica, biomassa e a solar, apresentam um curto prazo, tanto de implantação, quanto de retorno financeiro, além de minimizar o impacto no meio ambiente. Deste modo, este estudo evidenciou que mesmo com diversas alternativas energéticas e um imenso potencial de recursos naturais renováveis, o Brasil ainda utiliza pouco dos seus recursos naturais, ainda que as crescentes implantações das energias eólica e solar estejam em expansão, quando analisado o imenso potencial existente em território brasileiro, o potencial instalado de energias renováveis pode ser considerado insuficiente para a geração de energia.
- Agência Nacional de Energia Elétrica (Brasil). Atlas de energia elétrica do
Brasil. Brasília: ANEEL, 2013. Disponível em:
http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/consulta_publica/documentos/NT_180TA2
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- AGUILAR, R.S; OLIVEIRA, L.C.S; ARCANJO, G.L.F. Energia Renovável : Os Ganhos E Os Impactos Sociais , Ambientais E Econômicos Nas Indústrias Brasileiras. In: XXXII Encontro Nacional De Engenharia De Producao. Bento Gonçalves. Rio Grande do Sul: UFRGS, 2012 - Atlas de energia elétrica do Brasil / Agência Nacional de Energia Elétrica. 3. Ed. Brasília: ANEEL, 2008.
- AZEVEDO, P.J.S. Uma análise dos efeitos da crise econômica-financeira sobre as políticas de incentivo às energias renováveis. [Dissertação] Universidade do Porto, 2013.
- CEMIG - Companhia Energética de Minas Gerais. Alternativas energéticas: Uma visão da Cemig. Belo Horizonte: CEMIG, 2012.
- COSBEY, A. Trade, sustainable development and a green economy: Benefits, challenges and risks. The Transition to a Green Economy: Benefits, Challenges and Risks from a Sustainable Development Perspective, p. 40, 2011.
- EDUARDO, C.; MOREIRA, S. Fontes alternativas de energia renovável, que possibilitam a prevenção do meio ambiente. Revista de Divulgação do Projeto Universidade PETROBRAS/IF Fluminense, v. 1, p. 397- 402, 2010.
- Energia Solar. Disponível em