Possíveis fontes de Energia do futuro

 O assunto Energias renováveis é um dos principais assuntos desse século. A demanda por energia cresce a cada dia, e o medo é que o sistema energético do mundo entre em colapso nas próximas décadas. A exploração de reservas de energia não-renováveis como o petróleo, gás natural e carvão mineral já indicam saturação. Além disso existe uma preocupação em gerar uma forma de energia limpa, que não traga tantos impactos ambientais como os que já temos hoje.
 Vemos muitas notícias todos os dias referente a pesquisas e encontros sobre energia renovável, porém para a surpresa de alguns a indústria das energias renováveis já possui em funcionamento a nível comercial alguns projetos bastante eficientes. Vamos então ver as possíveis explorações de energia do futuro.

 Energia geotérmica.

 A energia geotermal é obtida a partir do calor proveniente do centro da terra.
 O funcionamento consiste em se converter o vapor emitido por gêiseres para movimentar turbinas e assim gerar energia.
 Pode-se ainda criar gêiseres artificias cavando-se poços até encontrar uma camada de rocha quente, então injeta-se água em um dos poços e ao entrar em contato com a rocha quente a água torna-se vapor saindo por outro poço onde movimentará a turbina.
 Apesar de não ser tão conhecido, esse método de produção de energia existe desde antes da segunda guerra mundial.

Técnica para exploração de energia Geotérmica. A água fria entra por um dos dutos, e sai na forma de vapor no outro duto.


 


  A usina de Nesjavellir na islândia é um excelente exemplo desse tipo de produção de energia. Com uma produção de aproximadamente 120MW a usina ainda fornece 1800 litros de água quente por segundo para as necessidades do país.







Usina de Nesjavellir na Islândia. 120 MW de energia, mais 1800 litros de água quente por segundo




 

 Um dos empecilhos desse tipo de produção de energia é a profundidade das instalações que em alguns países chega a ser economicamente inviável, além de indícios de tremores de terremotos causados por uma usina geotérmica na cidade de Landau na Alemanha resultantes do choque térmico sofrido pelas rochas proveniente da água pressurizada.

 Energia Maremotriz

 A energia maremotriz, ou energia das marés é obtida através da geração de eletricidade através da utilização da energia contida no movimento das massas de água devido as marés. A energia das marés é obtida de modo semelhante ao da energia hidrelétrica.
 A idéia consiste em construir uma barragem para formar um reservatório junto ao mar. Com as variações da maré a água passa do mar para dentro do reservatório na maré alta, e faz o processo inverso, do reservatório de volta para o mar, na maré baixa. Esse processo de entrada e saída da água faz com que uma turbina hidráulica localizada na barragem gere energia.

Turbina localizada na barragem de uma usina de energia Maremotriz. A variação da maré faz as hélices se movimentarem gerando energia.









 Locais como o monte Saint-Michel no estuário do rio Rance na França e a cidade de São Luís aqui no Brasil são locais onde as marés podem atingir alturas na ordem de 15 metros, o que torna esses locais excelentes para este tipo de produção de energia.
 A usina de La Rance na França é um ótimo exemplo de produção rentável desse tipo de energia. Com uma barragem de 720 m a usina têm uma capacidade de produção de 240MW.

Usina Maremotriz de La rance na França.










Um empecilho para este tipo de produção de energia é que nem todas as cidades costeiras possuem uma variação de maré tão significante para que a geração seja economicamente viável.



Energia eólica sem turbinas.

 Hoje já ouvimos falar muito sobre a energia eólica que consiste em transformar a energia de movimento dos ventos em movimento nas hélices suspensas em torres para a geração de energia elétrica.
 Contudo, engenheiros estão apostando em um novo tipo de produção de energia eólica, que não consiste na idéia de fazer uma turbina eletromagnética girar, mas sim na idéia da piezoeletricidade.
 A piezoeletricidade é uma propriedade que alguns cristais possuem de gerar corrente elétrica quando submetidos a uma pressão mecânica.
 O projeto para a geração de energia procede da seguinte forma, Hastes de fibra de carbono com aproximadamente 60 metros de altura são construídas em cima de bases de concreto de aproximadamente 20 metros de diâmetro, cada haste contém em sua base discos de cerâmica construídos com material piezoelétrico que irão gerar corrente a medida que o vento fizer as hastes oscilarem, causando uma variação de pressão(compressão) nas cerâmicas e assim gerando corrente elétrica.

A medida que as hastes oscilam a cerâmica na base feita com material piezoelétrico é pressionada gerando assim corrente elétrica.







O primeiro parque para a produção desse tipo de energia foi construído na cidade planejada de Masdar, próximo a Abu Dhabi e o parque possui 1203 hastes para a geração desse tipo de energia.

Parque piezoeólico na cidade planejada de Masdar, próximo a Abu Dhabi

Energia Solar

 A energia Solar está se tornando mais comum a cada dia. Já existe nos dias de hoje muitos países aplicando essa tecnologia para a produção de energia. A principal técnica na exploração desse tipo de energia consiste na utilização de painés construídos com células fotovoltaicas( que liberam energia ao ser iluminada). Contudo nossa tecnologia atual não nos permite explorar todo o potêncial dessa fonte de energia. Pra se ter uma idéia a Humanidade hoje consome energia na casa dos TeraWatts(10¹² watts),  e calcula-se que a terra recebe aproximadamente 174 PetaWatts(10¹⁵ watts) de energia solar, ou seja, recebemos 1000 vezes mais energia solar, do que consumimos somando a produção de todas as outras formas de energia que temos atualmente.  
 Se conseguirmos otimizar nossos processos de exploração de energia solar poderemos um dia ter total tranquilidade quanto a demanda de energia.

Usina de energia solar na Espanha.










Energia Nuclear( por Fusão)- Ou energia das estrelas

 Bom, as 4 formas de obtenção de energia acima já estão em funcionamento. Porém a que irei falar agora apesar de ser  físicamente possível ainda está em desenvolvimento, porém promete ser o método mas eficiente na produção de energia no futuro.
 Trata-se da obtenção de energia através da fusão nuclear. A fusão nuclear é justamente o processo físico que está acontecendo no núcleo do Sol neste momento.
 Vamos entender melhor. Quando se fala em energia nuclear é preciso entender que existem dois tipos. A primeira e mais conhecida é a energia por fissão, que é a mesma técnica utilizada nas famosas bombas que atingiram Hiroshima e Nagasaki na segunda Guerra Mundial, é também a mesma técnica que gera resíduos radioativos que causaram( e ainda causam) mortes e deformações aos seres vivos. A energia Nuclear por fissão consiste em pegar um átomo de massa molecular alta( normalmente o urânio) e quebrá-lo em átomos menores, liberando dessa maneira energia.
 Contudo existe uma outra maneira de energia nuclear, que utiliza o processo inverso da fissão, ou seja a fusão. A fusão consiste em fundir átomos menores obtendo assim um átomo maior, esse processo libera uma quantidade de energia muito maior que a fissão. Contudo é bem mais complicado de se conseguir devido a força de repulsão dos átomos e a temperatura no decorrer da transformação. A fusão já é utilizada nas bombas H( bombas de hidrogênio) e já foi constatado o grau de energia liberado neste tipo de reação.
 A energia por fusão é feita através da união de dois isótopos do Hidrogênio o Deutério e o Tritio que são hidrogênios com um maior peso molecular devido aos nêutrons extras que os formam. A fusão desses dois isótopos gera o Hélio(segundo elemento da tabela periódica) e libera uma grande quantidade de energia.
 Contudo pra se obter as condições ideais para a fusão o material deve estar a altíssimas temperaturas( por volta de 150 milhões de graus celsius) e praticamente não existe material que resista ao contato com essa temperatura. A única maneira encontrada foi trabalhar com o plasma( considerado o 4º estado da matéria) confinado em enormes campos magnéticos. O material praticamente fica flutuando no centro do campo magnético sem entrar em contato com as paredes do equipamento que o confina, e mais, o campo magnético é tão forte que supera a força de repulsão existente nos isótopos de hidrogênio, conseguindo assim aproximá-los a ponto de se obter a fusão. Por isso então, governos no mundo inteiro estão projetando equipamentos que gerem campos magnéticos suficientemente fortes para trabalhar na produção desse tipo de energia. 

 Projeto de um Tokamak. 
Em vermelho pode-se ver o plasma(deutério e trítio) praticamente levitando confinado no campo magnético produzido pelo equipamento. A orientação do campo magnético é dado pela combinação das bobinas magnéticas horizontais e verticas em torno do plasma.





 
 O nome desse equipamento é Tokamak, e centros de pesquisas no mundo todo( inclusive aqui no Brasil) estão fazendo pesquisas na intuito de aprimorar essa tecnologia para que por volta de 2030 já tenhamos nosso primeiro gerador de energia elétrica através da fusão nuclear, assim como acontece nas estrelas.

Fotos da construção de um tokamak.

 O plasma vai ficar levitando no centro do anel sendo aquecido por uma corrente elétrica através de indução eletromagnética.





  A medida que as pesquisas no campo das energias renováveis forem se desenvolvendo teremos uma produção de energia totalmente limpa, proveniente de um dos métodos expostos acima.