Categoria: Eletricidade

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Os benefícios da energia solar

Um dos principais benefícios da energia solar fotovoltaica é a economia, mas escolher esta energia limpa traz muitas outras vantagens.

Se você acompanha nosso blog, já sabe que é possível gerar energia através da luz do sol, certo? Sem dúvidas, um dos principais benefícios da energia solar fotovoltaica é a economia, mas escolher esta energia limpa traz um conjunto de benefícios, sejam eles sustentáveis ou econômicos, para o consumidor e também o resto da população.

Basicamente, a energia solar fotovoltaica é produzida por painéis instalados nos telhados das construções. Esses painéis absorvem a luz proveniente do sol e a transformam em energia elétrica que é diretamente utilizada nas residências. Neste artigo explicamos com mais detalhes sobre seu funcionamento.

Vamos agora aos principais benefícios da energia solar!

 

  1. Compromisso com o meio ambiente

A energia solar é considerada limpa (em oposição aos combustíveis fósseis) porque não produz resíduos poluentes e gases de efeito estufa. Ela é sustentável porque é gerada por um processo natural que se repõe constantemente, necessitando apenas da emissão de raios solares para existir.

Além disso, a instalação de sistemas fotovoltaicos não impacta negativamente a natureza — diferente das hidrelétricas, por exemplo, que precisam inundar áreas quilométricas, destruindo o ecossistema de um lugar.

Em resumo, os benefícios para o meio ambiente são:

  • Capacidade de renovação;
  • Redução das emissões de gases de efeito estufa;
  • Energia limpa, renovável e sustentável;
  • Baixo impacto ambiental;
  • Não faz barulho;
  • Energia inesgotável;
  • Manutenção mínima;
  • Ocupa pouco espaço.

 

  1. Economia

Imagina reduzir até 98% o valor da conta de luz, todos os meses? É possível com a energia solar fotovoltaica. Também é importante frisar que o sistema instalado de forma adequada tem vida útil de 25 anos, os custos que envolvem o sistema são a limpeza periódica dos painéis e a taxa obrigatória da concessionária. Ainda assim, o usuário possui uma economia considerável em seu orçamento.

Mesmo variando de acordo com o consumo, o retorno sobre o investimento costuma ser obtido em um prazo médio de seis anos. Se levarmos em consideração que o equipamento tem uma durabilidade de 25 anos, são 19 anos para produzir energia solar com todo seu investimento já pago.

 

  1. Manutenção mínima

Compostos por apenas dois principais elementos — painéis solares e inversores —, os sistemas de energia solar apresentam pouco trabalho em relação à manutenção. Depois de instalados, a manutenção preventiva dos sistemas fotovoltaicos se resume na limpeza periódica dos painéis solares, variando de a cada dois a três anos, dependendo do clima da região. 

 

  1. Energia compartilhada

A ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) aprovou, em 2015, a geração compartilhada de energia elétrica. Na prática, isso quer dizer que dois ou mais consumidores podem se unir para dividir os custos e a energia gerada por um único sistema.

Assim, imagine que você tem interesse em instalar um sistema fotovoltaico, mas em sua residência não há espaço suficiente. Dessa forma, é possível formar um consórcio com vizinhos para a instalação de um sistema onde a produção de energia solar estará centralizada em apenas um local, mas fornecerá eletricidade para as casas de todos os membros.

 

  1. Valorização do imóvel

Ao investir em energia solar, seja um imóvel comercial ou residencial, você aumentará o valor de mercado dele. Isso, porque o imóvel será mais eficiente em termos energéticos e sustentáveis e o próximo comprador não precisará passar pelo processo de busca e adequação da energia solar.

Um estudo realizado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, demonstra que os imóveis que possuem sistema solar fotovoltaico têm valorização de 3% a 6%.

 

  1. Energia finita

Já que a fonte da geração de energia fotovoltaica é o sol, podemos afirmar que essa alternativa nunca acabará. Mesmo que alguns dias o sol apareça com menos força, ele sempre será a estrela central do nosso sistema.

 

  1. Criação de empregos

A expansão do mercado de energia solar no Brasil, tanto nas instalações como nos projetos de geração de energia, tem demandado um número cada vez maior de profissionais capacitados para atuar nas diversas frentes do negócio, seja na comercialização, projeto ou instalação. Uma oportunidade para milhares de brasileiros que sofrem com a falta de emprego e buscam no setor uma recolocação no mercado.

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Instalação dos painéis solares

O maior obstáculo para a implantação de um projeto de energia fotovoltaica ainda é o investimento relativamente alto no Brasil. Logo, apesar de hoje em dia existirem vários facilitadores para a aquisição desse tipo de sistema, a energia solar faz parte de um pequeno grupo de consumidores.

Mas, como mostramos neste artigo, a energia solar implica diversos benefícios para o usuário e também para o meio ambiente, impactando a vida de todos a nossa volta. Você economiza dinheiro, seu imóvel valoriza e o ecossistema é preservado. Quanto mais energia limpa, melhor! =)

Biomassa

Energia renovável: como é produzida a energia a partir da biomassa

Biomassa é toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia.

Biomassa é toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia, como plantas, lenha, bagaço de cana-de-açúcar, resíduos agrícolas, restos de alimentos, excrementos e até do lixo. Para definir a biomassa no contexto da geração de energia, não são contabilizados os tradicionais combustíveis fósseis, apesar de serem também derivados do ramo vegetal e mineral (são exemplos disso o carvão mineral, do ramo vegetal, e o petróleo e gás natural, do ramo mineral), e é por isso que pode ser considerada um recurso natural renovável.

O Brasil possui situação privilegiada para produção de biomassa em larga escala, pois existem extensas áreas cultiváveis e condições climáticas favoráveis ao longo do ano. Cerca de 9% da energia elétrica produzida no país é gerada a partir de biomassa. Você já sabe como a WEG está gerando energia a partir de resíduos sólidos urbanos?

Vantagens e desvantagens da Biomassa

Por meio da intervenção humana adequada, a biomassa é uma alternativa viável para substituir os combustíveis fósseis e poluentes, como o petróleo e o carvão, por exemplo. Além disso, a biomassa é comumente utilizada em usinas termelétricas para gerar eletricidade, tem baixo custo de aquisição, as emissões não contribuem para o efeito estufa, é menos agressiva ao meio ambiente, diminuindo assim o risco ambiental.

Resumidamente, suas vantagens incluem: alternativa de energia renovável; baixo custo; baixa emissão de gases poluentes; produzida a partir de uma grande variedade de materiais.

Porém a produção de biomassa também por comprometer a conservação das florestas e originar novas áreas desmatadas. Existe ainda a dificuldade logística de armazenar os seus resíduos sólidos.

Dentre as principais desvantagens, estão: eficiência reduzida; biocombustíveis líquidos podem emitir enxofre e contribuir com o fenômeno da chuva ácida; pode resultar em impactos ambientais em florestas; elevado custo financeiros de equipamentos; a queima da biomassa é relacionada com aumento de casos de doenças respiratórias; dificuldade de armazenar a biomassa sólida.

 

Fontes de Biomassa

As fontes de biomassa podem ser classificadas como: vegetais lenhosos (madeiras), vegetais não lenhosos (sacarídeos, celulósicos, amiláceos e aquáticos), resíduos orgânicos (agrícolas, industriais, urbanos) e biofluidos (óleos vegetais).

Entre os principais produtos agrícolas usados como fonte energética alternativa geradora da biomassa encontra-se a cana de açúcar, que é aproveitada para a produção de álcool.

O bagaço da cana de açúcar, a casca do arroz, da castanha e do coco também são utilizados para gerar energia para as caldeiras. No Brasil, o bagaço da cana de açúcar é o principal recurso potencial para geração de energia elétrica.

A mandioca, os amidos, os óleos vegetais (dendê, babaçu, mamona etc.) e a celulose, entre vários outros materiais, podem ser utilizados para a produção de combustíveis para os motores.

Os dejetos urbanos, industriais e agropecuários são matérias orgânicas que podem ser transformadas em biogás, usado na produção de energia nas residências, na indústria, nos motores, com alto poder calorífico, semelhante ao gás natural. A queima da madeira ainda é bastante usada na indústria, para geração de energia. 

 

Como a biomassa é utilizada e transformada em energia utilizável?

A biomassa é utilizada diretamente como combustível ou através da produção de energia a partir de processos de pirólise, gasificação, combustão ou co-combustão de material orgânico que se encontra presente num ecossistema. É graças a essas tecnologias de conversão que é possível obter diversas variedades de biocombustíveis como o etanol, o metanol, o biodiesel e o biogás. Conheça os principais processos de conversão da biomassa:

Pirólise: através dessa técnica, a biomassa é exposta a altas temperaturas sem a presença de oxigênio, acelerando a decomposição da mesma. O que sobra da decomposição é uma mistura de gases, líquidos (óleos vegetais) e sólidos (carvão vegetal).

Gasificação: assim como na pirólise, nesse processo a biomassa também é acalorada na ausência do oxigênio, originando como produto final um gás inflamável. Esse gás ainda pode ser filtrado, visando remover componentes químicos residuais. A diferença básica em relação à pirólise é o fato de a gaseificação exigir menor temperatura e resultar apenas em gás.

Combustão: a queima da biomassa é realizada em alta temperatura na presença abundante de oxigênio, produzindo vapor a alta pressão. Esse vapor geralmente é usado em caldeiras ou para mover turbinas. É uma das formas mais comuns hoje em dia e sua eficiência energética situa-se na faixa de 20 a 25%.

Co-combustão: esse processo propõe a substituição de parte do carvão mineral, utilizado em urnas termelétricas, por biomassa. Assim, é reduzida significativamente a emissão de poluentes. A faixa de desempenho da biomassa encontra-se entre 30 e 37%, por isso é uma escolha bem atrativa e econômica atualmente.

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Energia da Biomassa – Esquema de funcionamento

Por ser uma fonte de energia muito ampla e de baixa eficiência, utilizada, principalmente, em países pouco desenvolvidos, existem poucos dados referentes à representatividade dessa fonte de energia para a matriz energética mundial. No entanto, segundo relatório da ANEEL, cerca de 14% da energia consumida no mundo é proveniente da biomassa. Falando nisso, você conhece a matriz energética brasileira? Leia aqui! ;)

Termodiânima

Entendendo a Termodinâmica

A termodinâmica é a área da física que busca explicar os mecanismos de transferência de energia térmica para que estes realizem algum tipo de trabalho.

A termodinâmica é um ramo da física que estuda as relações entre calor trocado e o trabalho realizado em um determinado processo físico, que envolve a presença de um corpo e/ou sistema e o meio exterior. É através das variações de temperatura, pressão e volume, que a física busca compreender o comportamento e as transformações que ocorrem na natureza.

O nome vem do grego onde therme significa calor e dynamis significa movimento. De uma forma mais simplificada, a termodinâmica é a área da física que busca explicar os mecanismos de transferência de energia térmica para que estes realizem algum tipo de trabalho. 

Essa ciência teve um grande impulso durante a revolução industrial, quando o trabalho que era realizado por homens ou animais começou a ser substituído por máquinas. Os trabalhos dos cientistas da época levaram-nos a duas leis muito amplas e aplicáveis a qualquer sistema na natureza. Para entender as leis da termodinâmica, precisamos antes entender alguns conceitos básicos, como:

 

O que é calor?

O conceito de calor determina que ele é a energia térmica em trânsito. Ocorre em razão às diferenças de temperatura entre os corpos e sistemas envolvidos.

O que é energia?

Segundo o conceito usado na física, energia é a capacidade que um determinado corpo tem de realizar trabalho.

 

Primeira Lei da Termodinâmica

A primeira lei diz que a variação da energia interna de um sistema pode se expressar através da diferença entre o calor trocado com o meio externo e o trabalho realizado por ele durante uma determinada transformação. Nessa lei, são estudadas algumas transformações:

Transformação isobárica, em que a pressão é constante, podendo variar somente o volume e a temperatura.

Transformação isotérmica, a temperatura é constante e variam somente a pressão e o volume.

Transformação isocórica ou isovolumétrica, em que o volume é constante e variam somente a pressão e a temperatura.

Transformação adiabática, é a transformação gasosa em que, no entanto, o gás não troca calor com o meio externo. Seja por estar termicamente isolado, ou ainda porque o processo acontece de forma muito rápida, fazendo com que o calor trocado seja desprezível.

 

Segunda Lei da termodinâmica

A Segunda Lei da Termodinâmica foi enunciada pelo físico francês Sadi Carnot, ela faz restrições para as transformações que são realizadas pelas máquinas térmicas, como por exemplo, um motor de uma geladeira.

Segundo Carnot, o enunciado é:

“Para que um sistema realize conversões de calor em trabalho, ele deve realizar ciclos entre uma fonte quente e fria, isso de forma contínua. A cada ciclo é retirada uma quantidade de calor da fonte quente, que é parcialmente convertida em trabalho, e a quantidade de calor restante é rejeitada para a fonte fria.”

 

Aplicações da termodinâmica

Ciência dos materiais: é a ciência que estuda meios para obtenção de novos tipos de materiais, com propriedades químicas e físicas bem definidas. Podemos dizer que a termodinâmica é uma das bases da engenharia dos materiais, pois os processos de fabricação de novos materiais envolvem muito a transferência de calor e trabalho para as matérias primas.

Indústrias: os processos industriais transformam matéria-prima em novos produtos usando máquinas e energia. Na indústria de laticínios, a transferência de calor é usada na pasteurização e na fabricação de queijos e manteiga. Nas siderúrgicas, as altas temperaturas dos fornos causam a fusão de várias substâncias, permitindo a sua combinação e produzindo diferentes tipos de aço.

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Fundição / Museu WEG – a matéria prima é transformada usando calor

Arquitetura: o desenho e a construção de habitações também devem levar em consideração os aspectos de troca de energia. É que nosso organismo só pode sobreviver em uma pequena faixa de temperatura onde nosso metabolismo é mais eficiente, por isso nos sentimos melhor quando a temperatura do meio ambiente está em torno dos 20°C.

Os projetos urbanos e residenciais levam isto em consideração, junto ao bom aproveitamento dos recursos naturais. Um exemplo é o uso da energia solar para substituir aquecedores de água que funcionam com energia elétrica ou com queima de combustível.

Agora você já sabe: termodinâmica é calor, energia e movimento! Para ler mais conteúdos como esse, fique de olho em nossa página do Facebook! <3

Lixo

WEG lança solução para a geração de energia elétrica a partir do lixo

Um novo jeito de produzir energia e colaborar com o planeta!

Já imaginou como a WEG, uma empresa presente no mundo todo, poderia trabalhar para a diminuição do consumo e produção de lixo, incentivando o aproveitamento de Resíduos Sólidos Urbanos?

Gerando energia a partir do lixo!

A Política Nacional de Resíduos Sólidos estabelece princípios, objetivos, metas e ações, tais como o  Plano Nacional de Resíduos Sólidos — elaborado pelo Ministério do Meio Ambiente, com o apoio do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA) —, para contemplar os diversos tipos de resíduos gerados, e buscar alternativas de gestão e gerenciamento dos mesmos. Suas propostas refletem entre os diversos setores da economia colaborando com o crescimento econômico e a preservação ambiental com desenvolvimento sustentável.

No Brasil mais de três mil municípios precisam se ajustar à Política Nacional de Resíduos Sólidos.

O Programa Lixão Zero, lançado recentemente pelo Ministério do Meio Ambiente, vem sendo difundido, com ações bem sucedidas, no mundo todo. O movimento debate a diminuição do consumo e produção de lixo, o incentivo ao aproveitamento de recicláveis e orgânicos, educação ambiental, práticas sustentáveis, entre outros temas.

Buscando se adequar a estes programas, a WEG apresentou recentemente uma solução de geração de energia elétrica a partir da gaseificação de resíduos sólidos urbanos (RSU). A solução, que começará a ser comercializada na modalidade EPC (Engineering, Procurement and Construction), além de turbinas, redutores, painéis, condensadores, geradores e transformadores, prevê ainda o fornecimento de toda a engenharia, gestão de compras, integração e construção de usinas de gaseificação de resíduos sólidos.

A solução para a geração de energia elétrica a partir da gaseificação de resíduos sólidos urbanos representa uma oportunidade concreta para o atendimento da legislação brasileira, com alto impacto ambiental, econômico e social para os municípios brasileiros.

 

Como funciona?

Na tecnologia oferecida, o RSU é processado em várias etapas, transformado o gás combustível em um processo de gaseificação, totalmente livre de gases tóxicos, que ao ser queimado gera calor em uma caldeira de vapor. Este vapor pode ser utilizado no acionamento de uma turbina para produção de energia elétrica. O processo possibilita o total aproveitamento do poder calorífico dos resíduos reduzindo a geração de passivo ambiental.

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Diferente do processo de incineração (mais indicado para grandes centros urbanos) e do processo de produção de biogás (utilizado em aterros ou biodigestores), o método de aproveitamento energético através da gaseificação é o mais indicado para o lixo brasileiro, rico em orgânicos, com elevado grau de umidade e com alto potencial de geração de gases. O sistema de geração aqui apresentado é ideal para cidades de pequeno e médio porte, reduzindo ou eliminando a necessidade de aterros sanitários.

“Atenderemos integralmente ao Plano Nacional de Resíduos Sólidos, incluindo os requisitos de emissões de gases dentro das diretrizes exigidas, com comprovada viabilidade técnica e ambiental”, explica Eduardo de Nóbrega, Diretor Superintendente da WEG Energia. “Nossa solução também vai ao encontro do Programa Lixão Zero”, acrescenta.

A tecnologia é 100% nacional e, além de endereçar a questão ambiental, é totalmente viável do ponto de vista econômica e financeira. “O custo de operação de uma planta de gaseificação está alinhado com a realidade das cidades brasileiras. O payback de uma usina de 2,5 MW é de aproximadamente 45 meses”, enfatiza Eduardo.

Outras vantagens do processo de gaseificação são: a possibilidade do uso de todo o lixo, sem necessidade de separação, a redução do custo logístico de destinação dos resíduos, podendo-se construir plantas em locais estratégicos e a produção de gás totalmente livre de furanos e dioxinas, o que dispensa a necessidade de sistemas complexos de tratamento dos gases.

Pilha

Pilha de Bagdad: a misteriosa pilha milenar

A pilha de Bagdad é o equipamento elétrico mais antigo que se tem notícias, segundo especialistas, ela possui aproximadamente 2000 anos.

A pilha de Bagdad é o equipamento elétrico mais antigo que se tem notícias, segundo especialistas, ela possui aproximadamente 2000 anos e, apesar de bem rústica, o artefato antigo tem todas as características de uma pilha comum.

Foi na década de 30 que o arqueólogo alemão Wilhelm Konig descobriu em um vilarejo próximo a Bagdá, no Iraque, um misterioso vaso de argila de 13 centímetros de altura, o artefato era uma ânfora de barro contendo um cilindro feito de uma liga de cobre e estanho, com uma barra de ferro suspensa dentro dele. Por possuir sinais de corrosão, foram realizados testes na peça que revelaram a presença de alguma substância ácida, possivelmente vinagre ou vinho. Em resumo, o arqueólogo havia encontrado uma antiga pilha.

No total foram encontradas 12 pilhas de Bagdad datadas de 200 anos antes de Cristo e, mesmo depois de tantos anos desde o seu descobrimento, elas continuam intrigando os pesquisadores e gerando muitas discussões: afinal, para que as pessoas de 2 mil anos atrás precisavam de pilhas? 

pilhas Fonte da imagem: Reprodução/World Mysteries

 

Mistérios e controvérsias

As pilhas intrigam estudiosos até hoje, as controvérsias começam pela própria descoberta dos artefatos. Os registros sobre as escavações são escassos, foram pobremente documentos pelo arqueólogo alemão. Até hoje não existe um consenso se Konig encontrou os objetos no sítio arqueológico ou se os encontrou nos porões do Museu de Bagdá, onde depois se tornou diretor.

Outra controvérsia é em relação à idade das baterias, já que o estilo dos vasos pertenceria a um período posterior — entre 225 e 640 d.C. —, tornando os objetos muito mais “jovens” do que o apontado por Konig. No entanto, a maior discussão mesmo fica por conta da utilidade dos misteriosos objetos, pois não existe qualquer registro histórico que se refira a eles. Teriam os persas antigos algum conhecimento sobre os princípios da eletricidade?

 

Réplicas funcionais e possíveis utilidades

Por mais que hajam discussões sobre onde foram encontradas, há quanto tempo e se os antigos tinham conhecimento suficiente para fabricá-las, as pilhas eram capazes de conduzir uma corrente elétrica, este fato foi comprovado a partir de diversas réplicas criadas por pesquisadores no mundo todo.

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Fonte da imagem: Reprodução/World Mysteries

Em 1940, o engenheiro americano Willard Gray construiu uma réplica da pilha de Bagdá e, usando uma solução de sulfato de cobre, conseguiu gerar cerca de meio volt de eletricidade. Nos anos 70, o egiptólogo alemão Arne Eggebrecht fez a bateria funcionar melhor ainda com um ingrediente abundante na antiga Mesopotâmia: com suco de uva, a pilha produziu 0,87 volt de energia. As réplicas indicam que as baterias eram capazes de produzir voltagens entre 0,8 e quase 2 volts. Se fossem conectadas — apesar de nunca terem sido descobertos fios condutores entre os artefatos —, as baterias poderiam produzir voltagens ainda mais altas.

Uma das hipóteses para o uso da pilha é a medicina – os gregos antigos, por exemplo, usavam peixes elétricos como analgésico. Mas a corrente gerada é pequena demais. Outra possibilidade é a aplicação da energia para galvanizar metais na ourivesaria. Contudo, nenhum material que pudesse conter as baterias jamais foi encontrado, e não existem registros confiáveis sobre a réplica do suposto processo de galvanização em laboratório. 

O mistério da finalidade das baterias de Bagdá continua e, embora longe de ser completamente resolvida, a polêmica exalta o imaginário popular. Se a descoberta estiver correta, os artefatos antecedem em pelo menos 1800 anos a invenção da célula eletroquímica de Alessandro Volta, que deu origem ao que conhecemos atualmente como pilha elétrica. Já imaginou?

Galileo

Galileo Ferraris e o campo magnético girante

Galileo Ferraris foi um físico e engenheiro eletricista italiano, seus estudos contribuíram para a história do motor elétrico.

Galileo Ferraris foi um físico e engenheiro eletricista italiano, seus estudos contribuíram para a história do motor elétrico. Isto porque descobriu de maneira independente o campo magnético girante, um princípio de funcionamento básico do motor de indução. Além disso, foi professor, durante mais de vinte anos, de Física Tecnológica, na escola de engenheiros de Turim, e também fundador da primeira Escola Superior de Eletrotecnia, na Itália, em 1886.

Foi durante a Exposição Internacional de Eletricidade de Turim em 1984, onde foi júri internacional, que examinou uma nova invenção – o transformador (“gerador secundário”). Iniciou seu trabalho de divulgação e investigação teórico-experimental sobre os problemas da aplicação dessa máquina elétrica estática. Tendo percebido a importância que a corrente alternada iria ter devido à utilização do transformador, realizou no seu laboratório um conjunto de experiências que fundamentaram o conceito de campo magnético girante, em 1985.

 

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Campo magnético girante trifásico.

O campo girante é um campo magnético rotativo usado em máquinas elétricas. A maneira mais simples de obter um campo girante é usar um ímã ou eletroimã e fazê-lo rodar por qualquer processo.

Galileo Ferraris preocupou-se com o problema da diferença de fase entre a intensidade de corrente elétrica primária  e secundária. Surgiu, então, um fenômeno que se relacionou com seus estudos sobre Óptica. Como, naquela época a luz era considerada uma vibração do éter, e da combinação de duas vibrações em quadratura de fase resultava uma vibração circular (luz polarizada), Galileo Farraris encontrou a forma de combinar dois campos magnéticos em quadratura de fase para obter um campo magnético girante — campo magnético criado por uma estrutura estática, mas com os pólos rodando no espaço em torno de um eixo, com uma velocidade constante.

Conseguiu realizar o campo magnético girante (elíptico ou circular) com a composição de dois campos magnéticos alternados, criados por bobinas fixas colocadas em quadratura no espaço, sendo cada uma percorrida por uma corrente elétrica alternada. 

Só em 1888 comunicou sua experiência à Academia de Ciências de Turim, onde refere-se às formas laboratoriais de obter duas correntes elétricas alternadas enfasadas entre si, a descrição de dois aparelhos eletromecânicos que mandou construir e as considerações que as experiências efetuadas resultaram em uma nova forma de converter energia elétrica em mecânica.

Seus estudos foram muito importantes para a aplicação em diversas tarefas, como a distribuição de energia em corrente alternada (divulgação do transformador) e transformação imediata dessa forma de energia em energia mecânica (motor do campo girante). Galileo Ferraris deu evolução a eletrotécnica, suas descobertas, fundamentais para a época, continuam contribuindo para a ciência e tecnologia atuais.

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A história da Mobilidade Elétrica

O primeiro carro elétrico que se tem notícias foi construído por William Morrison, nos EUA, em 1891.

A história da Mobilidade Elétrica começa nos anos de 1800, quando inovadores da Hungria, Holanda e Estados Unidos trabalharam no primeiro veículo movido a bateria. O primeiro carro elétrico que se tem notícias foi construído por William Morrison, nos EUA, em 1891. Logo, em 1900 os veículos elétricos ganharam popularidade, somando 38% de todos os veículos nas ruas dos EUA, comparados a 22% movidos a gasolina. Thomas Edison e Henry Ford trabalharam juntos para construir um veículo elétrico comprável. Em 1912, o estoque global de veículos elétricos alcançou 30.000 unidades.

Em 1908, a produção em série do Ford Model T baixou o custo dos carros a gasolina, que, por sua vez, baixou em um terço do preço de um carro elétrico. Em 1912 o preço de um carro a gasolina era por volta de US$ 650, um carro elétrico ficava em torno de US$ 1750.

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Primeiro veículo elétrico a chegar a 100 km/h.

Mais para frente, durante a década de 1920, devido ao aumento da quantidade de postos de gasolina nos EUA, a construção de um sistema de rodagem mais desenvolvido para conectar as cidades que permitia os motoristas realizarem longas distâncias, e a descoberta doméstica de petróleo (o petróleo barato do Texas), os carros elétricos perderam valor de mercado, já que esses fatores contribuíram para que os carros a gasolina dominassem a indústria.

Com novas rodovias construídas se estendendo de oceano a oceano e de Norte a Sul, abrindo os interiores para negociantes urbanos, o automóvel se tornou um “agente de férias” para os norte-americanos. Como os carros elétricos tinham uma dirigibilidade de 30 a 40 milhas (50 a 65 km) e infraestrutura de carga limitada, eles acabavam sendo impróprios para longas viagens.

Com a expansão dos postos de gasolina em todo lugar, o combustível se tornava barato e facilmente disponível no interior do país, e apenas alguns poucos norte-americanos fora das cidades tinham acesso à eletricidade naquela época. Em 1935, os carros elétricos foram extintos com o domínio do mercado pelos carros a gasolina.

Com a precoce expansão e queda dos carros elétricos, as pesquisas e o desenvolvimento sobre os mesmos continuaram, pois já na década de 1960 era preciso pensar em meios para reduzir a poluição do ar e diminuir a dependência do petróleo no rastro da crise de 1973. 

Em 1990 foram iniciadas as exigências dos  Veículos Emissão Zero da Califórnia (VEZ), que incentivaram os fabricantes automotivos a se comprometerem com um limite anual de vendas de carros elétricos através da distribuição de créditos VEZ.

Foi apenas ao final do século que os veículos elétricos começaram a voltar ao cenário. Em 1997, o Toyota Prius se transformou no primeiro veículo elétrico híbrido produzido em série. Em 2006, o Tesla Roadster foi introduzido pela fabricante automotiva novata Tesla Motors, localizada no Vale do Silício, e o carro esporte de luxo elétrico começou a alterar as percepções do público. Em 2011, a  Nissan produziu o Leaf, comercializado como “carro de família, ecológico, líder e de preço popular”.

Em 2017, as montadoras tradicionais passaram a investir em veículos elétricos. Após uma década da aceitação inicial, espera-se que os carros elétricos virem tendência de mercado até o início da década de 2020.

Novos planos foram registrados pelo mundo todo, a Inglaterra e a França, por exemplo, anunciaram planos para banir a venda de novos carros a gasolina e a diesel até 2040, enquanto a Noruega propôs a meta ambiciosa de substituir totalmente os carros a gasolina até 2025.

  

WEG na indústria da Mobilidade Elétrica

Está no DNA da companhia acompanhar as tendências de mercado e antecipar oportunidades. Na área de mobilidade elétrica, A WEG tem uma longa tradição no fornecimento de sistemas de tração elétrica para ônibus, caminhões, trólebus, trens, navios e embarcações, além de sistemas para recarga de veículos elétricos.

Recentemente a WEG apresentou ao mercado uma parceria com a Volkswagen Caminhões e Ônibus (VWCO), para o desenvolvimento do primeiro Híbrido Volksbus e-Flex projetado no Brasil e do primeiro caminhão com tração elétrica fabricado no Brasil. Ambos são tracionados por motores elétricos e controles eletrônicos fabricado pela WEG.

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Ônibus e-Flex da VWCO conta com tecnologia WEG

A experiência da companhia neste mercado de tração e mobilidade elétrica lhe rendeu também a oportunidade de participar do desenvolvimento da primeira aeronave com propulsão elétrica do país, junto com a Embraer. O projeto está em desenvolvimento e já tem data para decolar.

A tecnologia de powertrain da WEG, desenvolvida ao longo de anos, testada e em constante inovação, habilitou a WEG para estes grandiosos projetos de cooperação científica e tecnológica.  

Junto com grandes parceiros a Companhia está trabalhando não só para viabilizar a propulsão elétrica de veículos de transporte e aeronaves, mas também para elevar a capacidade tecnológica da WEG, e do Brasil, levando o nosso país a um patamar ainda mais competitivo, referência em tecnologia sustentável.

 

Conheça o último lançamento da WEG neste segmento

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Estações de Recarga de Veículos Elétricos: WEMOB – WEG Electric Mobility. 

Desenvolvida especialmente para atender as necessidades de potência, velocidade de recarga e segurança que um veículo elétrico precisa, a linha de Estações de Recarga da WEG – WEMOB – está disponível em três diferentes modelos: Wall, projetada para residências e condomínios e com instalação em parede, Parking, desenvolvida especialmente para uso compartilhado em estacionamentos públicos e privados, como shoppings e praças, e Station, voltada para postos de recarga rápida. As linhas estão disponíveis para recarga lenta, semirrápida e rápida, com potências de 7,4 a 150 kW.

 “Os veículos elétricos são uma tendência mundial, e ter estações de recarga adequadas para todas as necessidades será indispensável nesse novo cenário. Estamos ampliando nosso portfólio de soluções para este segmento e nos preparando para atender as principais necessidades da mobilidade elétrica”, enfatiza Manfred Peter Johann, Diretor Superintendente da WEG Automação.

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Você sabia que no calendário nacional existe uma semana dedicada à Ciência e Tecnologia?

E que o período foi criando pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) para aproximar o tema da população, por meio de eventos envolvendo instituições de todo o País?

Fique ligado que a “Semana Nacional de Ciência e Tecnologia” é neste mês e acontece entre os dias 21 e 27 de outubro.

Várias instituições estão preparando ações educativas para comemorar a data e é claro que o Museu WEG de Ciência e Tecnologia não poderia ficar de fora, afinal o nosso acervo está totalmente direcionado a esta temática e nós adoramos compartilhar conhecimento com os nossos visitantes.

Para marcar a data vamos oferecer uma palestra sobre: “Geração de Energia através de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)”. O palestrante será o Engenheiro Alexandre dos Santos Fernandes, Gerente do Depto. Centro de Negócios de Energia da WEG.

A apresentação será direcionada para estudantes, colaboradores da WEG e todos que se interessam pelo tema!  A participação é gratuita e a inscrição deve ser feita antecipadamente AQUI.

Não fique de fora, aproveite a Semana Nacional de Ciência e Tecnologia para atualizar conhecimentos e visitar o maior Museu de Ciência e Tecnologia do Sul do Brasil.

Palestra: Geração de Energia através de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)

Dia: 22/10/2019

Horário: 19h às 20h30

Local: Museu WEG de Ciência e Tecnologia

Inscrições: https://forms.gle/LDHjPX19gxtLwQ2c6

 

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Como funcionam as usinas nucleares?

O Brasil possui um elemento radioativo em abundância: o urânio. Ele é capaz de gerar uma enorme quantidade de energia através das usinas nucleares. Você sabe como isso funciona?

O sol é a maior fonte de energia em nosso planeta, e sua força vem dos átomos. A ciência nos deu a chave para controlar toda essa energia e sua matéria prima é o urânio, matéria em abundância em nosso país. Alguns átomos de urânio são capazes de liberar tanta energia, que  uma pequena pastilha pode gerar eletricidade suficiente para abastecer uma casa por um ano. 

O urânio é um elemento radioativo, ele é o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra. E é em usinas nucleares que ele é manipulado para produzir energia elétrica.

Uma usina nuclear é uma instalação industrial que produz energia elétrica a partir de reações nucleares. As reações nucleares de elementos radioativos, como o urânio, produzem uma grande quantidade de energia térmica. Essas grandes instalações são construídas envolvidas por uma contenção feita de ferro armado, concreto e aço, tudo isso para proteger o reator nuclear de emitir radiações para o meio ambiente.

No vídeo abaixo você poderá entender, de forma resumida, como funciona o processo de reação nuclear — da transformação de átomos em combustível para as usinas até a distribuição de energia.

Basicamente, uma usina nuclear é composta por três fases: a primária, a secundária e a refrigeração. Na primária, o urânio é colocado no vaso de pressão. Com a fissão (quebra do núcleo de um átomo instável em dois núcleos menores), há a produção de energia térmica. Nesta etapa, a água é utilizada para resfriar o núcleo do reator nuclear.

Na etapa secundária, a água que foi aquecida no sistema primário (agora radioativa) é transformada em vapor de água em um sistema chamado gerador de vapor. O vapor produzido no sistema secundário é utilizado para movimentar a turbina de um gerador elétrico, o que irá produzir a energia.

Em seguida, o vapor de água produzido no sistema secundário é transformado em água através de um sistema de condensação, ou seja, através de um condensador que é resfriado por um sistema de refrigeração de água. Esse sistema bombeia água do mar (fria), através de circuitos de resfriamento que ficam dentro do condensador, a água do mar vai resfriar o sistema para fazer com que a água que foi vaporizada volte para o sistema na forma líquida.

Por fim, a energia que é gerada através deste processo de fissão nuclear chega às residências por meio das redes de distribuição de energia elétrica. Veja abaixo a esquemática:

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Esquemática de uma Usina Nuclear

 

Existem usinas nucleares no Brasil?

Sim! Elas estão localizadas na Central Nuclear em Angra dos Reis, no Rio de Janeiro. As usinas chamadas de Angra 1 e Angra 2, são responsáveis pela produção de 3% da energia consumida no país. Uma terceira usina está sendo construída, mas está longe da conclusão.

Por ser um país tropical e ter uma imensidade de rios formando grandes bacias hidrográficas, o Brasil tem diversas fontes de energia, como solar, eólica, hidrelétrica, das marés, do etanol, da biomassa, etc. O uso da energia nuclear vem da necessidade de diversificar a matriz energética brasileira – mesmo que o custo da energia nuclear não seja barato. Leia mais sobre a matriz energética brasileira clicando aqui. =)

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Antimatéria: história e curiosidades

Assim como o nome sugere, a antimatéria é o inverso da matéria. Mas o que isso quer dizer?

Assim como o nome sugere, a antimatéria é o inverso da matéria. Cada partícula elementar que conhecemos possui uma partícula oposta que apresenta exatamente as mesmas características, exceto a carga elétrica, que é inversa. O pósitron, por exemplo, é a antimatéria do elétron, portanto, possui a mesma massa, mesma rotação, mesmo tamanho, mas carga elétrica de sinal oposto.

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Matéria e antimatéria, constituídas de antipartículas.

Tudo o que se sabe sobre essas antipartículas vem de experiências realizadas em aceleradores de partículas, que apresentam antipartículas como produto. Dentro desses imensos laboratórios, a dificuldade de produzir e analisar a antimatéria está no fato de que, no encontro da matéria com a antimatéria, sempre ocorre aniquilação, ou seja, uma destrói a outra, gerando uma grande quantidade de energia.

 

Descoberta

A história da antimatéria começa em 1928, quando o físico britânico Paul Andrien M. Dirac revisou a equação da equivalência entre massa e energia proposta por Einstein e propôs que as partículas podem ter valores negativos de energia. Ou seja: que um elétron poderia emitir radiação infinitamente, ficando cada vez com energias mais negativas, o que não é aceitável do ponto de vista físico. 

Para consertar esta inconsistência do seu modelo, Dirac argumenta que todos os estados relacionados a energias negativas estão ocupados, assim uma partícula não poderia ir para um estado de energia negativa, isto ficou conhecido como Mar de Dirac. Uma consequência do mar de Dirac é que o consideramos como vácuo não é vazio, existe uma infinidade de partículas nos estados de energia negativa.

Logo, para Dirac, uma antipartícula nada mais é do que um espaço vago no Mar de Dirac, assim um elétron pode perder energia emitindo radiação e indo pro estado quântico vago descrito pelo antielétron. Um observador veria um elétron colidindo com um antielétron, depois da colisão ambos desapareceriam e a energia seria emitida na forma de radiação.

Em 1932,  um ano após a previsão de Dirac, Carl Anderson detectou a presença de elétrons positivos durante um experimento com raios cósmicos. O antielétron detectado foi chamado de pósitron e tem as mesmas características do elétron, mas apresenta carga elétrica de sinal positivo. Em 1955, cientistas criaram o antipróton por meio de um acelerador de partículas. Desde então, os estudos relacionados com antimatéria vêm revelando antipartículas de nêutrons, quarks, léptons etc.

 

Como produzir antimatéria?

A antimatéria existe de maneira natural, porém em pequeníssimas quantidades. É o caso da banana, por exemplo, que emite um pósitron a cada 75 minutos, pois possui em sua composição química um isótopo radioativo de potássio (40K) que sofre decaimento β+, mas como o nosso universo é feito predominantemente de matéria, rapidamente este pósitron encontra um elétron e eles se aniquilam, sobrando somente radiação.

Hoje os cientistas são capazes de produzir antimatéria nos aceleradores de partículas, como o famoso LHC. Nessas máquinas de incrível complexidade, feixes de partículas e/ou antipartículas são lançados em anéis circulares ou retilíneos e são colididos com outros feixes. Essas colisões, quando feitas com energia suficiente, recriam as condições do universo no Big Bang. 

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LHC: o maior acelerador de partículas do mundo.

Ao acelerar átomos a altíssimas velocidades com um acelerador de partículas, elas podem ser colididas com um determinado alvo. As antipartículas resultam dessa colisão e são separadas pela ação de campos magnéticos. Em média, a cada 10.000 colisões de prótons é gerado um antipróton, é isto que torna a produção de antimatéria tão cara.

 

Antimatéria como fonte de energia

Ao pensar nas possíveis aplicações que podem surgir da pesquisa em antimatéria, podemos citá-la como uma fonte de energia compacta.

Já falamos que ao encontrar matéria, a antimatéria é aniquilada. Nesta aniquilação é liberada uma grande quantidade de energia. Quanta energia? Essa reação é o único processo que converte 100% da massa de uma partícula em energia, lembrando da famosa equação de Einstein, E=mc², tem muita energia armazenada na massa das partículas que normalmente não pode ser acessada.

A aniquilação de um grama de antimatéria com um grama de matéria resultaria na liberação de 50 GWh de energia, o suficiente para manter uma lâmpada de 100 W acesa por mais de 57 mil anos!

Essa energia pode ter uma aplicação valiosa para exploração espacial, pois uma boa parte do problema que temos ao lançar um foguete ao espaço é o combustível necessário para sair da atmosfera da Terra. Para isso acontecer ainda é preciso melhorar a eficiência da produção de antimatéria, baratear o processo, desenvolver novas tecnologias de armazenamento e aprender a controlar o uso desta energia, caso contrário teríamos apenas uma bomba poderosíssima! :O