Energia Maremotriz

Energia maremotriz é o modo de geração de eletricidade através da utilização da energia contida no movimento de massas de água devido às marés. Dois tipos de energia maremotriz podem ser obtidas: energia cinética das correntes devido às marés e energia potencial pela diferença de altura entre as marés alta e baixa.

Em qualquer local a superfície do oceano oscila entre pontos altos e baixo, chamados marés, a cada 12h e 25m. Em certas baías e estuários, como junto ao Monte Saint-Michel , no estuário do rio Rance, na França, ou em São Luís, no Brasil, essas marés são bastante amplificadas, podendo atingir alturas da ordem de 15 metros. As gigantescas massas de água que cobrem dois terços do planeta constituem o maior coletor de energia solar imaginável. As marés, originadas pela atração lunar, também representam uma tentadora fonte energética. Em conjunto, a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar , hoje ou no futuro, mesmo considerando que o consumo global simplesmente dobra de dez em dez anos. A energia das marés é obtida de modo semelhante ao da energia hidrelétrica.

Constrói-se uma barragem, formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina hidráulica, tipo bulbo, e produzindo energia elétrica. Na maré baixa, o reservatório é esvaziado e a água que sai do reservatório passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo energia elétrica. Este tipo de fonte é também usado no Japão, na França e na Inglaterra. A primeira usina maremotriz construída no mundo para geração de eletrecidade foi a de La Rance, em 1963 capaz de gerar 240 MW. A usina possui 24 turbinas de 5,3 metros de diâmetro, 470 toneladas e uma potência unitária de 10 MW.

Para a implementação desse sistema é necessária uma situação geográfica favorável e uma amplitude de maré relativamente grande, que varia de lugar para lugar. O Brasil apresenta condições favoráveis à implementação desse sistema em locais como o litoral maranhense, aonde a amplitude dos níveis das marés chega a oito metros. Os estados do Pará e do Amapá também apresentam condições favoráveis para esse sistema. Apesar disso, ainda não existe nenhuma usina maremotriz no Brasil.

Existe uma pesquisa da UFRJ que visa o estudo e implementação de uma usina de geração de energia elétrica através do balanço das marés no litoral Cearense. Essa usina deve entrar em funcionamento em 3 anos e deve geral 400MW em sua primeira fase.

No maranhão houve a tentativa de implantar a primeira usina maremotriz do Brasil, mas o projeto não foi concluído. A barragem do Bacanga possui especificações idéias para gerar eletricidade. O local possui um extenso lago, a barragem, alta diferença de marés e as comportas, mas não há turbinas nem material para converter a energia da maré em energia elétrica. Ao final da obra, a energia gerada pela usina do Bacanga irá abastercer o campus da UFMA.

A universidade Federal do Maranhão, através do Núcleo de Energias Alternativas, também possui um projeto, que atualmente está na primeira etapa. O projeto visa à construção de uma usina piloto destinado a estudos e aprimoramento dos conhecimentos de energia maremotriz.

Dificuldades

É necessário um conjunto de características muitos especiais para que determinado local seja apropriado para a instalação de uma usina maremotriz. As condições específicas de determinada região litorânea - como a forma da costa e o leito marinho, bem como a existência de baías e estuários - pode provocar grandes variações de nível entre as marés altas e baixas e também elevadas correntes, que podem ser aproveitadas para a geração de energia elétrica.

No Brasil, apesar de certas cidades apresentarem grandes amplitudes de marés, como São Luís, no Maranhão, com 6,8 metros, e Tutóia, com 5,6 metros, a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento. Para se ter uma idéia, na usina de La Rance, na França, a amplitude da maré é de oito metros, e este é um dos fatores que justificam o seu aproveitamento e a sua rentabilidade.

Além das necessidades físicas, é preciso analisar a viabilidade econômica um sistema que lide com o aproveitamento oceânico para a produção de energia. Para a construção de uma maremotriz, é necessário todo o investimento em obras feito para a instalação de hidrelétricas - barragens, comportas e turbinas hidráulicas -, mas levando-se em conta ainda que o aproveitamento da capacidade instalada é menor, já que depende do ciclo das marés. Além disso, a água salgada, devido a seu elevado poder de corrosão, exige a utilização de materiais especiais na construção dos equipamentos, o que encarece sobremaneira a implantação e a manutenção desse tipo de unidade geradora.

Como toda forma de geração de energia, a maremotriz apresenta também riscos ambientais. Exerce influência sobre a qualidade da água e a cadeia alimentar de aves, peixes e invertebrados, além de ter efeitos sobre o alcance das marés, das correntes e da área intermaré. A interferência na vida dos peixes pode causar impactos econômicos também, já que em muitas regiões certas espécies representam grande importância para a pesca comercial.

As ondas do mar possuem energia cinética devido ao movimento da água e energia potencial devido à sua altura. Energia elétrica pode ser obtida se for utilizado o movimento oscilatório das ondas. O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica.

A desvantagem de se utilizar este processo na obtenção de energia é que o fornecimento não é contínuo e apresenta baixo rendimento. As centrais são equipadas com conjuntos de turbinas bolbo, totalmente imersas na água. A água é turbinada durante os dois sentidos da maré, sendo de grande vantagem à posição variável das pás para este efeito. No entanto existem problemas na utilização de centrais de energia das ondas, que requerem cuidados especiais: as instalações não podem interferir com a navegação e têm que ser robustas para poder resistir às tempestades, mas ser suficientemente sensíveis para ser possível obter energia de ondas de amplitudes variáveis. Esta energia é proveniente das ondas do mar. O aproveitamento energético das marés é obtido através de um reservatório formado junto ao mar, através da construção de uma barragem, contendo uma turbina e um gerador.

A maioria das instalações de Centrais de energia das ondas existentes é de potência reduzida, situando-se no alto mar ou junto à costa, e para fornecimento de energia elétrica a faróis isolados ou carregamento de baterias de bóias de sinalização. A instalação de centrais de potência média, apenas tem interesse econômico em casos especiais de geometria da costa. O número de locais no mundo em que esta situação ocorre é reduzido.

As marés são o resultados da combinação de forças produzidas pela atração do sol e da lua e do movimento de rotação da Terra leva à subida e descida da água dos oceanos e mares: as marés. Os movimentos verticais da água dos oceanos, associados à subida e descida das marés é acompanhado num movimento horizontal, denominado por correntes das marés. Esta corrente tem uma periodicidade idêntica à das oscilações verticais. Efeitos das zonas terrestres (bacias hidrográficas e baías, estreitos e canais) provocam restrições a estes movimentos periódicos podendo daí resultar elevadas amplitudes ou elevadas velocidades da corrente da maré.

Nos países como a França, o Japão e a Inglaterra este tipo de energia gera eletricidade. No Brasil, temos cidades com grandes amplitudes de marés, como São Luís - Baía de São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros. Mas nestas regiões, infelizmente, a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento.

Curiosidades:

- Em Portugal há uma central na ilha do Pico nos Açores. A central é do tipo de coluna de água oscilante, com uma turbina Wells de eixo horizontal que aciona um gerador elétrico de velocidade variável, com a potência de 400 kW.

- Na Europa foi construída uma central de produção de energia das marés em La Rance (França), a 10 km da desembocadura do rio Rance no Canal da Mancha. Neste local a amplitude da maré é de 13 metros. As turbinas da central funcionam quando enche e quando esvazia o estuário do rio Rance. Está em funcionamento desde 1966 e produz cerca de 550 GWh anualmente.

- O Centro de Ciência e Tecnologia da Marinha do Japão estuda formas de obter energia das ondas do mar. Para tanto, começou a testar em julho um gerador flutuante que atende pelo estranho nome de Baleia Poderosa. É uma balsa que foi ancorada na entrada de uma baía com sua frente apontada para a direção das ondas, mede 50 metros de comprimento por 30 de largura e 12 de profundidade, e é dividida internamente em três compartimentos, todos cheios de ar. Trata-se de um sistema engenhoso que converte a energia das ondas em energia pneumática. O balanço das ondas faz com que o nível da água no interior das câmaras suba e desça sem parar, fazendo-as funcionar como pistões gigantes. Quando o nível do mar sobe, a água comprime o ar que é afunilado na direção de uma turbina, movendo suas pás e gerando 110 kW de eletricidade.

Referencia

http://www.ambientebrasil.com.br/

http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_maremotriz