Beneficios da Enegia Eólica

Comissão Examinadora Prof(a) título Nome Sobrenome ____________________ (Orientador) Assinatura Prof(a) título Nome Sobrenome ____________________ (Arguidor 1) Assinatura Prof(a) título Nome Sobrenome ____________________ (Arguidor 2) Assinatura Aprovado em (dia) de (mês) de 2018. RESUMO Em meio a crescente degradação ambiental e o surgimento de crises, como a hídrica e a energética, capazes de afetar o desenvolvimento social e econômico do país, surge a necessidade da busca por fontes alternativas de energia, que possam vir a auxiliar ou até mesmo, suprir a constante demanda energética. Neste contexto, a energia eólica, resultante do aproveitamento das correntes de ar, tem ganhado, nos últimos anos, um grande destaque, devido se tratar de uma alternativa barata e eficiente, responsável por provocar baixos impactos ambientais, bem como sociais.

O presente trabalho tem como objetivo geral demonstrar a importância da energia eólica para a matriz energética brasileira. A metodologia utilizada consistiu na pesquisa bibliográfica de artigos, dissertações, livros, monografias e teses. The main bibliographic surveys have shown a favorable scenario deployment of wind power systems, as well as a great evolution of this source in the brazilian energy matrix. Concluding that wind power becomes critical to the survival and independence of this matrix, as well as to improving the quality of life and security in energy supply, corresponding to one of the bases of economic development. Keywords: Wind Energy. Energy Matrix. Renewable Energy. Corrente de ar 30 5. Pás 31 5. Gerador 32 5. Rotor 33 5. Nacele 33 5. Uma vez que, como ressalta Torres (2012), os municípios brasileiros apresentam um alto potencial eólico, caracterizado por ventos com velocidades de média à alta, o que torna a alternativa interessante do ponto de vista ambiental, econômico e social.

Nos últimos anos, a energia eólica passou a ganhar mais destaque no mercado, compondo um maior número de projetos e de incentivos por parte do governo. Devido representar uma tecnologia mais barata, em comparação as hidrelétricas, e apresentar um melhoramento da eficiência das turbinas eólicas, por meio de avanços tecnológicos. Desta forma, em ganhado, aos poucos, representatividade dentro da matriz energética brasileira, em razão dos seus baixos impactos ambientais e do seu alto potencial de geração de energia (FEITOSA, 2014). OBJETIVOS 2. A análise de informações representou a etapa responsável por realizar a avaliação das informações encontradas, de modo a identificar se os dados e informações coletadas correspondem à realidade, se possuem caráter verídico. Já na última etapa, foram reunidas as informações mais importantes e relevantes a esta pesquisa, para apresenta-las de forma coerente e alcançar os principais objetivos propostos pelo trabalho.

ENERGIA A energia elétrica constitui uma das formas de energia mais utilizadas pela sociedade, podendo ser considerada a principal fonte de luz, calor e força. Desta forma, representa um vetor básico e fundamental para o desenvolvimento econômico e social do país, sendo vital para a sobrevivência dos ciclos produtivos e para manter, bem como estabelecer a melhoria da qualidade de vida (VILLAIN; CAETANO, 2007). A eletricidade, segundo Haddad (2006), consiste em um recurso base para o desenvolvimento humano e indispensável para todos os setores, principalmente, para processos produtivos e/ou atividades, que envolvam a conservação de alimentos, iluminação, transporte, comunicação e divulgação de informações. Além disso, o MME foi responsável por elaborar e publicar um relatório que apresentava a projeção da possível demanda por energia elétrica no Brasil, entre os anos 2016 e 2020.

Os resultados obtidos levaram em consideração as indicações de análise do mercado e, a conjuntura econômica e energética brasileira, que demonstraram que até 2020, o consumo por eletricidade pode alcançar a 551. GWh, como é possível observar na Tabela 2. Tabela 2 – Projeção do consumo de eletricidade no Brasil (GWh) Ano Residencial Industrial Comercial Outros Total 2015 131. Fonte: MME (2015, p. O objetivo principal destas táticas consistia em implantar o conceito ambiental no planejamento econômico, procurando ampliar e evidenciar a importância da proteção dos recursos naturais (ar, água, biodiversidade e solo), sem deixar de satisfazer as necessidades básicas da sociedade (CMMAD, 1991). Além de apontar a necessidade da redução do consumo de energia e da busca por fontes energéticas renováveis (OLIVEIRA, 2003). Posteriormente, em 1988, na cidade de Toronto, no Canadá, realizou-se a Conferência Mundial sobre Mudanças Atmosféricas, onde foi discutida a necessidade da adoção de uma convenção internacional sobre o tema de mudanças climáticas, que pudesse promover a segurança a nível global (BELINI, 2010).

Nesta conferência, o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) junto à Organização Meteorológica Mundial (OMM) deu origem ao Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, mais conhecido como IPCC (Panel on Climate Change), que foi responsável por unificar a pesquisa a respeito do fenômeno de aquecimento global, incluindo dados voltados a suas causas, efeitos e riscos, tanto para a população, quanto para o meio ambiente (HOFSTAETTER, 2016). Constituído assim, por um grupo de cientistas, de diversos países e áreas de conhecimento (BELINI, 2010). Visto que o setor de energia e transporte, apresentam os maiores níveis de poluição sobre o meio ambiente (HOFSTAETTER, 2016). Desta forma, o conceito de desenvolvimento sustentável consiste em promover o crescimento econômico sem comprometer ou limitar os recursos naturais, estabelecendo assim o equilíbrio.

Portanto, o sucesso da implantação da sustentabilidade depende diretamente da ligação entre três pontos: o desenvolvimento social, econômico e a preservação ambiental, como é possível observar na Figura 1 (INSTITUTO DE FORMAÇÃO E AÇÃO EM POLÍTICAS, 2012). Fonte: INFAP (2017, p. Em relação ao território do Brasil e, para alcançar esta meta de sustentabilidade, bem como a redução das emissões de gases até ano de 2030, o país pretende garantir a implantação de 45% de fontes renováveis em sua matriz energética, distribuída em 66% de fonte hídrica, 23% de fonte eólica, solar e/ou biomassa, e 16% proveniente da participação do etanol carburante e biomassas derivadas da cana-de-açúcar. Visto que são elementos de origem orgânica e por esta razão, levam anos para serem formados no meio ambiente, ou seja, quando esgotados, não podem ser produzidos.

Como exemplo deste tipo de fonte existem os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural, carvão mineral e xisto betuminoso) e os combustíveis nucleares (MAGALHÃES, 2009). Além disso, quando estes materiais são utilizados no processo de geração de energia, perdem sua funcionalidade, não podendo ser reaproveitados ou reaplicados para um novo uso (CAPRIGLIONE, 2006). Este tipo de fonte também, geralmente, proporciona problemas ambientas, assim como disputas envolvendo a extração e comercialização de suas matérias-primas (VILLALVA; GAZOLI, 2012). A matriz energética, de muitos países desenvolvidos, tem sua produção de energia baseada no uso de energias não renováveis, em especial, de combustíveis fósseis, que são responsáveis por liberar grandes quantidades significativas de gases poluentes, como por exemplo: o dióxido de carbono (CO2), os compostos orgânicos voláteis (COV) e gases ácidos.

A energia eólica foi responsável por expandir cerca de 62% de sua geração somente no ano de 2015, chegando a proporcionar mais de 12 terawatts por hora de energia gerada. Já a energia solar vem conquistando seu espaço, de forma que estima-se que até 2024, 700 mil consumidores residenciais e comerciais deverão ter instalados em suas coberturas ou telhados, painéis fotovoltaicos, e, acredita-se que até 2050, 13% da energia consumida pelo setor residencial seja proveniente destas instalações (TOLMASQUIM, 2016). Produção por fonte no Brasil Segundo a publicação do Relatório do Balanço Energético Nacional, elaborado pelo Ministério de Minas e Energia, em 2015, a produção de energia primária no país pode ser dividida de acordo com a Tabela 3, 4, 5 e 6. Tabela 3 – Produção de Energia Primária por fonte não renovável no Brasil (10³ tep (toe)) FONTES 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 NÃO RENOVÁVEL 112.

Petróleo 89. Lenha 28. Produtos da Cana-de-açúcar 35. Outras Renováveis 5. Fonte: MME (2015, p. Já a Tabela 4 demonstra que as fontes renováveis apresentaram um importante crescimento a nível de produção, correspondendo a aproximadamente a 19. As fontes não renováveis ainda estão em predominância no Brasil, continuam a crescer e serem utilizadas em grande escala. De 2006 a 2014, estes tipos de fontes foram responsáveis por elevar seu nível de produção a cerca de 3,3%, que corresponde ao acréscimo de 41. toe. Enquanto que as fontes renováveis não estabeleceram um padrão, sofrendo crescimento e decrescimento em alguns anos. A principal fonte não renovável é representada pelo recurso nomeado como petróleo (combustível fóssil), que apresenta a porcentagem quase igual à soma de todas as fontes renováveis, sendo responsável, praticamente, pela metade da produção de energia no país.

Com o avanço da agricultura, surgiu a grande necessidade de se buscar instrumentos que pudessem auxiliar os processos agrícolas (KRÜGER, 2016). O que originou, por volta de 200 a. C, na Pérsia antiga, os primeiros moinhos de vento (de eixo vertical), que eram empregados na moagem de grãos ou no bombeamento de água (SOARES, 2015). Porém, há indícios que ilustram que antes da Pérsia, a China e o Império Babilônico, já utilizavam cata-ventos rústicos para irrigação (KRÜGER, 2016). Acredita-se, segundo Krüger (2016), que os primeiros moinhos, eram construídos contendo um eixo vertical e, apesar de apresentarem baixa eficiência, possuíam vantagens importantes para o desenvolvimento das necessidades básicas de bombeamento d’ água e/ou de moagem de grãos, substituindo assim, a força motriz humana e animal (KRÜGER, 2016).

Fonte: Soares (2015, p. Desta forma, a primeira turbina eólica, construída em madeira, fornecia cerca de 12 kW de corrente contínua, para o carregamento de baterias de ácido-chumbo, destinadas ao fornecimento de energia. Esta turbina de Bruch permaneceu em funcionamento por aproximadamente 20 anos (FERREIRA, 2011). Entretanto, após a Revolução Industrial, esta fonte de energia foi substituída pelo uso de maquinas a vapor e por fontes baseadas na queima de combustíveis fósseis. Apenas, em meados deste mesmo século, com a crise internacional do petróleo, ressurgiram os interesses e os investimentos em pesquisas para a geração de energia eólica. Durante o período entre 1955 e 1968, a Alemanha foi responsável por construir e operar um aerogerador com o maior número de inovações tecnológicas da época (SOARES, 2015).

Os avanços promovidos por este modelo interferem até hoje na concepção de novos, permitindo, principalmente, a fabricação de pás com materiais compostos, que proporcionam estruturas mais leves e eficientes (FEITOSA, 2014). Desta forma, o mercado passa a dispor de novos, eficientes e atrativos modelos de turbinas eólicas, os quais expandiram-se rapidamente nos mais diversos países, compondo parques eólicos com alta potência de geração de energia (FERREIRA, 2011). Tendo assim, frequentemente, sua tecnologia evoluída (FEITOSA, 2014). Princípio de Funcionamento A energia eólica, de acordo com Moreira Júnior (2009), constitui a energia resultante do aproveitamento da força dos ventos, realizado por meio da transformação da energia cinética (em translação) para o movimento de rotação das pás (de uma turbina eólica), em um sistema composto por vários elementos.

E podem operar de forma independente, com a presença de pequenos aerogeradores, que têm por função fornecer energia a locais que não estão conectados à rede, seja por escolha pessoal do usuário ou por estarem localizados em regiões não atendidas pela rede elétrica de distribuição (TOLMASQUIM, 2016). Componentes do Sistema Eólico Para o funcionamento dos aerogeradores de eixo horizontal ou vertical, estas instalações devem apresentar como estrutura básica, de maneira geral, os principais componentes: presença de correntes de ar, a torre, as pás, o rotor, a nacele, o gerador e em alguns casos, a caixa de engrenagem, que seguem demonstrados na Figura 4 (TOLMASQUIM, 2016). Os valores da instalação de aerogeradores estão entre US$ 1000 e US$ 1400, o kW de potência instalada.

Podendo sofrer alterações de acordo com: o tamanho, a capacidade e a montagem da turbina; a mão de obra (contratação de profissionais capacitados); os incentivos fiscais; e as características de topografia do terreno (MOREIRA JÚNIOR, 2009). Fonte: Soares (2015, p. As correntes, desta forma, podem ser definidas de acordo com três categorias, que levam consideração as origens do vento, sendo: globais, de superfície e locais (SANTOS et al. Os ventos globais constituem as correntes de ar geostróficas, que ocorrem a partir de uma altitude de 1. m e podem ter sua velocidade medida por meio de balões meteorológicos. Estes ventos sobem desde o Equador até os pólos, circulando pelas camadas mais altas da atmosfera (SANTOS et al. Já os ventos de superfície, correspondem as correntes de ar influenciadas pela superfície terrestre, localizados até 100 metros de altitude, apresentando uma direção diferente dos ventos globais, devido a rotação da terra.

Atualmente, as pás das turbinas eólicas são produzidas por meio de compostos de materiais epóxi, fibra de carbono ou fibra de vidro, que apresentam como características importantes, a resistência e o baixo peso (leves). Além disso, estes elementos são fabricados para não ultrapassar um terço do custo final da turbina (SOARES, 2015). Gerador O gerador elétrico constitui um dos principais equipamentos do sistema eólico, responsável por efetuar a conversão da energia mecânica, fornecida pelos ventos, em corrente elétrica. São considerados, portanto, como motores elétricos, que ao girarem em torno de seus eixos, induzem a criação de uma corrente elétrica em seus pólos (SANTOS et al. Há uma grande diversidade de tipos de geradores no mercado brasileiro, para uso eólico, que divergem entre si, de acordo com as dimensões (altura e largura) e a potência do produto.

SANTOS et al. p. Rotor O rotor representa o elemento mais característico do sistema eólico e o mais crítico do aerogerador, sendo um fator importante e determinante no desempenho geral, incluindo a captura de energia eólica e o controle da turbina. É composto, normalmente, por três pás e um cubo, onde as mesmas são fixadas (TOLMASQUIM, 2016). Segundo Santos et al. Torre A torre representa o instrumento de sustento, que suporta a nacele e o rotor, de forma a posiciona-los a uma altura ideal para a captação do recurso eólico (TOLMASQUIM, 2016). Podem apresentar uma altura igual ou superior a 50 metros, dimensionada para suportar cargas significativas, bem como para resistir a condições naturais variáveis ao longo de sua vida útil, que pode alcançar cerca de 20 anos (CASTRO, 2017).

Geralmente, as torres são tubulares, construídas com aço laminado e concreto, ou treliçadas, feitas com aço galvanizado (TOLMASQUIM, 2016). As torres tubulares são mais seguras para práticas de manutenção, enquanto que as treliçadas, são mais baratas, porém, apresentam fundações mais ligeiras e o efeito de sombra atenuado, além de maior impacto visual (CASTRO, 2017). Existem torres que são produzidas por mais de um material, nomeadas como torres híbridas, tendo sua parte inferior construída em concreto e a parte superior em aço. Além disso, é capaz de proporcionar benefícios socioeconômicos e estratégicos, como o aumento da independência energética nacional, surgimento de oportunidades de emprego, diversificação e segurança no suprimento de energia, suporte na reestruturação do mercado energético e redução da dependência dos combustíveis importados (VILLALVA; GAZOLI, 2012).

De modo a possibilitar a ampliação da oferta de energia elétrica e ao mesmo tempo contribuir para a manutenção da matriz energética brasileira, permitindo a atuação de fontes renováveis (FERREIRA, 2008). Sendo considerada, também, uma energia barata em termos de rentabilidade e por não exigir manutenção frequente (VILLALVA; GAZOLI, 2012) A energia eólica, quando comparada a fontes tradicionais, representa uma alternativa limpa e com um custo altamente competitivo, além de apresentar um processo de instalação ágil, considerado, por muitos, como rápido. Estas instalações associadas a boas práticas ambientais, permitem que a interferência sobre o meio ambiente (fauna e flora) e a população local, sejam de baixo grau, passíveis assim, de serem mitigadas e compensadas de forma eficiente (TOLMASQUIM, 2016).

Já em relação as desvantagens, é possível citar que, por ser uma tecnologia dependente de fenômenos da natureza, em especial, das correntes de ar, na ausência deste recurso, não há como gerar energia. Desde a criação dos programas de incentivo, o país começou, de forma tímida, a explorar o potencial eólico de inúmeras regiões brasileiras, onde foi, de forma lenta, aumentando o número de projetos eólicos, bem como o seu índice de produção, a capacidade e a potência instalada por este tipo de fonte (MELO, 2012). De acordo com Ringer (2014), o Brasil possui um ótimo potencial eólico, que torna a energia eólica, do ponto de vista ambiental e econômico, uma boa alternativa a ser implantada, porém, como ressalta Melo (2012), boa parte dos projetos e instalações eólicas se concentram nas regiões Nordeste e Sul do território brasileiro, devido apresentarem condições mais favoráveis ao aproveitamento de correntes de ar.

Potencial eólico do Brasil A avaliação do potencial de aproveitamento das correntes de ar, em uma determinada região, representa um passo fundamental para atestar e garantir a viabilidade da implantação do sistema eólico, para a produção de energia elétrica. Uma vez que, a instalação de turbinas eólicas em regiões que não apresentam uma intensidade de corrente adequada, impossibilita a produção de energia e implica, consequentemente, em perdas econômicas (SANTOS et al. No Brasil, especialistas e instituições ainda divergem sobre a estimativa do potencial eólico brasileiro, devido à falta de dados específicos e a existência de diferentes metodologias para adquirir esta resposta (SOUSA JÚNIOR, 2015). Fonte: Melo (2012, p. O Nordeste, segundo esta imagem, representa a região com o maior potencial eólico do país, podendo caracterizar um desempenho de 144,3 TWh/ano.

Segundo Santos et al. ao longo do ano, a região apresenta correntes de ar intensas, com velocidades médias altas, e pouca variação na direção do vento e da ocorrência de turbulências. Já Sousa Júnior (2015), ressalta que esta potência equivale a, aproximadamente, quatro usinas Itaipu, podendo ser encontrada tanto na faixa litorânea da região, quanto no interior, o que proporciona uma melhor distribuição de parques eólicos (SOUSA JÚNIOR, 2015). Entretanto, estudos mais atuais, ainda não oficiais, discutem e apontam um novo potencial eólico brasileiro superior a 300 GW. Visto que, com o avanço e o desenvolvimento tecnológico, os aerogeradores atuais possibilitam a instalação de torres com mais de 300 metros de altura. O que permite que as pás destes equipamentos consigam captar ventos em uma altura e área maior, bem como em locais em que a velocidade dos ventos seja superior ou constante (MELO, 2012).

Um outro fator importante a ser levantado, que não apenas refere-se ao grande potencial eólico no Brasil, mas a complementariedade natural, da principal fonte de geração de energia elétrica, a hídrica. A energia eólica no território brasileiro pode entrar como complemento e/ou na substituição da energia hídrica, quando sua fonte (água) se encontra escassa ou em períodos de pouca produção. Solar 2 5 15 21 24 0,0 Fonte: EPE (2016, p. A Tabela 7 demonstra o aumento na geração de energia elétrica por parte das usinas eólicas, que, primeiramente, apresentou um pequeno crescimento entre os anos 2012 e 2013. Posteriormente, passou a evoluir praticamente o dobro de sua capacidade de geração, entre os anos 2014, 2015 e 2016. Hoje, a capacidade eólica corresponde a 6,7% do total no Brasil, constituindo, de acordo com a tabela, a terceira fonte com a maior capacidade.

Além disso, é possível constatar que a capacidade das usinas eólicas está em constante crescimento, apresentando uma variação, entre 2011 e 2016, de aproximadamente 8. Eólica 5. Outras (iv) 10. Fonte: EPE (2016, p. Por meio desta tabela, é possível constatar que entre os anos de 2012 e 2016, a geração de energia elétrica, a partir do uso de turbinas eólicas, apresentou um crescimento de 28. GWh. Além disso, até o ano de 2015, estavam em operação cerca de 281 parques eólicos e 144 parques em fases de construção (SOUSA JÚNIOR, 2015). Atualmente, no início do ano de 2017, o Brasil já se aproxima de 500 instalações, com aproximadamente 459 usinas eólicas, quase o dobro das unidades em operação em 2015 e praticamente quatro vezes mais que as instalações existentes no ano de 2013, que correspondiam a 86 unidades (MME, 2017).

Dados mais recentes do MME (2018) relatam já existir cerca de 534 parques eólicos em funcionamento, contando com aproximadamente com 6,6 mil aerogeradores, em predominância nas regiões Nordeste e Sul do país, correspondendo a 8,5% da potência instalada no território nacional. CONSIDERAÇÕES FINAIS Por meio das informações e dados levantados, bem como apresentados no presente trabalho, é possível notar que o Brasil possui um extremo potencial eólico, em virtude de suas características climáticas e geográficas, que podem favorecer o aproveitamento das correntes de ar para a produção de energia elétrica, em especial, em regiões como o Nordeste, que apresentam regimes de ventos mais intensos. Desta forma, as condições naturais do país são altamente favoráveis a implantação de fontes eólicas para a geração de energia, além disso, esta tecnologia possui um potencial considerado, por muitos, como um dos mais eficientes e promissores do mundo, mesmo ainda, sendo pouco explorado quando comparado a sua grande capacidade, principalmente, no território brasileiro.

Que tendem a favorecer a economia, bem como fortalecer a imagem do Brasil perante o mercado mundial. É possível concluir que apesar de compor uma pequena parte da matriz energética brasileira, este tipo de fonte alternativa e renovável, vêm ganhando destaque dentro do setor energético, contribuindo para um número maior de parques eólicos e uma capacidade de geração, cada vez mais, superior. O que demonstra que, apesar de possuir muitas dificuldades e depender, diretamente, da ação dos ventos, esta tecnologia está em constante transformação, aprimoramento e desenvolvimento. E sendo, atualmente, explorada em uma escala maior. REFERÊNCIAS AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. L. Atlas do Potencial de Eólico Brasileiro. Brasília: MME, 2001, 44p. ARAÚJO, M. S. Guaratinguetá, 2010. BRITO, S.

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