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Os elementos da natureza como fonte de energia renovável

Há muito tempo a água corrente move moinhos, o fogo cozinha alimentos e os ventos movimentam as velas das embarcações.

Desde os primórdios a humanidade busca formas de produzir e armazenar energia. Há muito tempo a água corrente move moinhos, o fogo cozinha alimentos e os ventos movimentam as velas das embarcações. Com o passar dos anos, o homem descobriu maneiras cada vez mais engenhosas de utilizar os elementos da natureza como fonte de energia.

Os recursos naturais que se renovam e são utilizados para gerar energia são chamados de fontes de energia renováveis, como a luz do sol, água dos rios, força dos ventos, materiais orgânicos, força das ondas, força das marés e o calor do interior da Terra. Veremos mais sobre eles no decorrer do texto!

 

Fontes de energia renováveis:

1. SOL: o sol cumpre função na matriz energética renovável e pouco poluente. A energia solar é produzida por painéis instalados nos telhados das construções. Esses painéis absorvem a luz proveniente do sol e a transformam em energia elétrica. A energia solar é considerada limpa 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.

vento

2. VENTO: a energia produzida a partir do vento é chamada de eólica. Para aproveitar o vento que sopra em terra, são criados enormes parques eólicos com turbinas instaladas em torres de até 150 metros de altura que transformam os ventos em energia cinética. As hélices giram ativando aerogeradores que produzem eletricidade para abastecer residências, empresas e indústrias. Há milhares de anos versões menores e mais rudimentares dessas turbinas são usadas para bombear água e moer grãos. Ela é barata, renovável e também não contribui para o efeito estufa. 

3. ÁGUA: a energia hídrica ou hidráulica é produzida, geralmente, por meio de centrais hidroelétricas associadas a barragens de grande ou média capacidade; requer uma grande infraestrutura para ser produzida em escala. Para uma usina hidrelétrica funcionar, por exemplo, é preciso levantar uma barragem. Com ela, acumula-se um volume significativo de água que será liberado aos poucos e com grande pressão para fazer girar as turbinas hidráulicas e gerar energia elétrica.

ondas

4. ONDAS E MARÉS: a força que provém do aproveitamento das ondas e marés oceânicas também pode gerar energia. As marés são influenciadas pelas forças de atração (gravidade) que o Sol e a Lua exercem sobre o nosso planeta. Quanto mais alinhados estiverem o Sol, a Lua e a Terra, maior será o efeito de alta nas marés. A energia marítima é uma fonte renovável — já que o movimento das águas dos oceanos é um fenômeno natural, abundante e contínuo — e limpa, por não poluir nem contribuir para o aquecimento global.

5. BIOMASSA: a biomassa é gerada a partir da decomposição de materiais orgânicos como esterco, restos de alimentos e resíduos agrícolas e é fonte renovável e inesgotável de energia. Por meio dos processos de combustão, gaseificação, fermentação e líquidos resultantes da decomposição de materiais, a biomassa pode gerar eletricidade, calor e até biocombustíveis. Essa fonte é considerada uma forma de energia limpa, já que dá um novo uso a resíduos que iriam para lixões ou aterros.  

terra

6. TERRA: você sabia que o calor da Terra também pode gerar energia? É o que chamamos de energia geotérmica, nesse caso o interior da Terra produz vapor e água quente que podem ser usados por geradores de energia, como turbinas, para produzir energia elétrica sustentável ou, para outras aplicações de energia renovável, como o aquecimento e geração de energia para a indústria. Essa energia pode ser extraída de reservatórios subterrâneos profundos através da perfuração, ou de reservatórios geotérmicos mais perto da superfície.

Além de ser imprescindível para a nossa sobrevivência, a natureza também colabora com as modernas invenções do homem, tornando nossa vida mais fácil e sendo uma alternativa para cuidar melhor do nosso meio ambiente. <3

O que aconteceria se o Sol desaparecesse?

Certo dia você acorda e percebe que o sol sumiu! O que vai acontecer com a Terra?

Certo dia você acorda e percebe que o sol sumiu! É claro que essa é uma história impossível de acontecer — ele jamais desapareceria de uma hora para a outra. Alguns astrônomos até calculam que daqui a 7,5 bilhões de anos o nosso sol começará a desaparecer, sofrendo uma explosão que dará origem a uma estrela menor, que continuará a brilhar.

Mas vamos supor que o sol desapareceu. Nesse caso, como ele leva um pouco mais de 8 minutos para viajar até nós, esse seria o tempo que nossa estrela ainda permaneceria visível no céu. A Terra não cairia na mais completa escuridão logo de cara. As cidades continuariam iluminadas enquanto houvesse eletricidade, as estrelas ainda estariam brilhando no céu e os planetas que fazem parte do Sistema Solar ficariam visíveis por um curto período de tempo. Mas logo o planeta ficaria sem luz e os efeitos da escuridão não seriam nada animadores. Dependendo da quantidade de energia que a espécie humana fosse capaz de produzir artificialmente, até poderia resistir alguns anos.

 

 

Sem poder fazer fotossíntese, os primeiros a sumirem da Terra seriam os vegetais, já que não poderiam mais usar os raios solares para produzir alimento, e a maioria das espécies de menor porte iriam sumir em pouco tempo. Em seguida, desapareceriam aqueles que dependem dos vegetais para sobreviver: os animais herbívoros.

 

 

Outro problema seria que nosso planeta sofreria com o resfriamento, a temperatura da superfície da Terra despencaria para zero grau depois da primeira semana sem sol, com o tempo, os oceanos também congelariam e o nosso mundo se transformaria em uma esfera de gelo, interrompendo o ciclo da água. Sem água, é muito difícil imaginar vida. 

 

 

Só que, antes de tudo isso acontecer, precisamos lembrar que o sol concentra 99,8% da massa do Sistema Solar, sendo a força gravitacional que mantém todos os planetas onde estão, “presos” em suas órbitas ao redor do sol. Isso quer dizer que, a primeira coisa que aconteceria, é que tanto a Terra, a lua e demais planetas sairiam “voando” espaço afora.

A Terra orbita a uma velocidade de 107.200 km/h e, a princípio, continuaria na mesma velocidade depois que o sol sumisse, mas em vez de movimentos circulares ele seguiria andando em linha reta. Se não colidisse com outros planetas ou asteróides, a essa velocidade a Terra levaria 43 mil anos para cruzar uma distância de 4,3 anos-luz. De modo que, após 1 bilhão de anos, nosso planeta teria andado 100 mil anos-luz, o que vem a ser a extensão de toda a Via Láctea.

 

 

Muito curioso, né? Mas pode ficar tranquilo, enquanto você existir, o sol vai continuar brilhando! 🙂

O que é e quais são os principais parques eólicos do Brasil?

Para aproveitar o vento que sopra em terra são criados enormes parques eólicos.

Para aproveitar o vento que sopra em terra, são criados enormes parques eólicos capazes de extrair ao máximo o potencial desse recurso de energia limpa e renovável. 

A energia eólica abastece milhões de residências no Brasil, já são mais de 520 parques eólicos no país, o que totaliza 13 GW de capacidade instalada. Atualmente 80% dos parques eólicos estão na região nordeste, sendo o Rio Grande do Norte e a Bahia os maiores estados produtores. Entre os meses de agosto e setembro acontece o pico da geração eólica, período conhecido como “safra dos ventos”.

 

O que é um parque eólico? 

Os parques eólicos são infraestruturas capazes de gerar energia elétrica a partir do vento que sopra em determinados locais. É no parque eólico — ou usina eólica — que são instalados aerogeradores, turbinas capazes de converter a energia cinética do ventos em energia elétrica, essa conversão acontece através de seus movimentos mecânicos das turbinas, enquanto são empurrados pelo vento, depois disso, a energia é convertida em eletricidade apta para o consumo.

 

parque

Parques eólicos devem ser construídos em locais despovoados

 

Eles podem estar em terra ou no mar, geralmente são instalados em áreas rurais despovoadas, longe de núcleos populacionais. A construção de um parque eólico deve considerar algumas questões, principalmente em relação a sua localização, e não pode, por exemplo, estar em áreas de migração das aves, pois pode acarretar na morte em massa desses animais.

Outras questões a se considerar são: impacto ambiental, potencial energético da zona, variação espacial, temporária e vertical do vento ao longo dos anos, condições geológicas e geotécnicas da localização e a viabilidade ambiental, legal e territorial, assim como a acessibilidade ao lugar.

Para construir um parque eólico no Brasil é necessária a realização de um Estudo e Relatório de Impacto Ambiental (EIA/RIMA). Esse estudo vai considerar, entre outras coisas, a poluição sonora que o parque pode gerar, pois as hélices dos aerogeradores produzem muito zumbido.

As turbinas, transformadores e os sistemas de grande de um parque eólico são muitas vezes feitos com materiais extraídos de forma impura. No entanto, uma vez instalados, os equipamentos não requerem a produção de energia adicional. Este é um contraste marcante com uma usina que depende de carvão ou produtos petrolíferos.

 

Principais complexos e parques eólicos no Brasil:

 

– Complexo Eólico Cutia

Localização: Pedra Grande/RN

Capacidade Instalada: 180,6 MW

 

– Complexo Eólico Bento Miguel

Localização: São Bento do Norte/RN

Capacidade Instalada: 180,6 MW

 

– Complexo Eólico Santo Inácio

Localização: Icapuí/CE

Capacidade Instalada: 98,7 MW

 

– Complexo Eólico Aracati

Localização: Aracati/CE

Capacidade Instalada: 98,7 MW

 

– Parque Eólico Giribatu

Localização: Santa Vitória do Palmar (RS)

Capacidade instalada: 258 MW

 

– Complexo Eólico do Alto do Sertão I

Localização: Caetité, Guanambi e Igaporã (BA)

Capacidade instalada: 293,6 MW

 

– Parque Eólico de Osório

Localização: Osório (RS)

Capacidade instalada: 300 MW

 

– Complexo Eólico Desenvix Bahia

Localização: Macaúbas, Novo Horizonte e Seabra (BA)

Capacidade instalada: 95,2 MW

 

– Parque Eólico Sangradouro

Localização: Arroio Sangradouro (RS)

Capacidade instalada: 50 MW

 

– Parque Eólico Elebrás Cidreira 1

Localização: Tramandaí (RS)

Capacidade instalada: 70 MW

 

– Parque Eólico Enacel

Localização: Aracati (CE)

Capacidade instalada: 31,5 MW

 

– Parque Eólico Giruá

Localização: Giruá (RS)

Capacidade instalada: 11 MW

 

– Parque Eólico Beberibe

Localização: Beberibe (CE)

Capacidade instalada: 25,6 MW

 

– Parque Eólico Cabeço Preto

Localização: João Câmara (RN)

Capacidade instalada: 19,8 MW

 

– Parque Eólico Lanchina

Localização: Tenente Laurentino Cruz (RN)

Capacidade instalada: 28 MW

 

– Complexo Eólico Calango

Localização: Bodó (RN)

Capacidade instalada: 150 MW

 

– Parque Eólico Volta de Rio

Localização: Acaraú (CE)

Capacidade instalada: 42,4 MW

 

– Parque Eólico Bons Ventos

Localização: Aracati (CE)

Capacidade instalada: 50 MW

 

– Parque Eólico de Praia Formosa

Localização: Camocim (CE)

Capacidade instalada: 104,4 MW

Como funciona um pisca-pisca, o que faz ele piscar?

Existem dois tipos principais: os pisca-piscas com ligação em série e os com ligação em paralelo. Vamos conhecer?

O pisca-pisca é um item que se tornou indispensável na decoração de Natal, suas luzes e efeitos colorem e iluminam as cidades durante todo o final de ano. Com a produção em larga escala e o desenvolvimento da tecnologia, elas se tornaram populares e mais baratas, resultando em uma invasão de pisca-piscas. Mas o que vamos falar hoje é sobre o seu funcionamento: como todas as luzes acendem? Como elas piscam? O segredo é relativamente simples e existem dois tipos principais: os pisca-piscas com ligação em série e os com ligação em paralelo. Vamos conhecer?

 

Pisca-pisca com funcionamento sem série

Neste tipo de pisca-pisca as lâmpadas são ligadas a fonte de energia uma após a outra, dessa forma a corrente elétrica sai de um dos pólos, vai passando por todas as lâmpadas e entra no outro pólo, tendo um único caminho a seguir. Nesse caso a corrente passa com a mesma intensidade por todas as lâmpadas, uma vez que há um fluxo contínuo de elétrons através de todos os elementos do circuito, fazendo com que o brilho tenha a mesma força e todas as luzinhas funcionem juntas — estando todas acesas ou todas apagadas. O segredo para fazer as lâmpadas piscarem é um sistema interruptor que abre e fecha o circuito, ele permite e também interrompe a passagem da corrente.

E se uma das lâmpadas queima? Bem, nesse tipo de circuito todas as outras lâmpadas também se apagam, uma vez que todo o circuito é interrompido. Aliás, quando isso acontece, se não for possível identificar a lâmpada queimada visualmente, é necessário testar uma a uma, trocando a lâmpada atual por outra seguramente em funcionamento, até descobrir qual “pifou”.

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Nos pisca-piscas com funcionamento em série, se uma lâmpadas queima, todas as outras também se apagam

 

Pisca-pisca com funcionamento em paralelo

Esse tipo de pisca-pisca apresenta uma vantagem imediata, nele, as lâmpadas estão ligadas separadamente a fonte. Dessa maneira, se uma das luzes queima, as outras continuam ligadas, submetidas à mesma tensão, e portanto funcionando. Um simples interruptor controla o piscar do circuito como um todo, mas é possível chavear cada uma das lâmpadas, que pode ligar ou desligar independente das outras.

Para esse controle separado das lâmpadas é necessário um circuito eletrônico, geralmente baseado em um chip capaz de controlar a passagem da corrente por diversos canais, fazendo a alternância entre o sistema ligado e desligado. O chip controla qual canal terá energia elétrica e, portanto, qual cor de lâmpada será acesa num dado momento. Por exemplo, imaginemos um chip que controla 3 canais de energia e que cada um é ligado a uma cor de lâmpadas, azul, vermelha e amarela, o chip libera a passagem de energia em cada canal em separado de forma que as 3 cores acendem de maneira independente umas das outras. O controle vai além da simples alternância de cores, o tempo que cada uma fica acesa, a frequência, sequência e forma de pisque também podem ser alterados. Além disso, um chip com mais canais pode ser utilizado para controlar cada uma das lâmpadas separadamente.

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Nos pisca-piscas com funcionamento em paralelo, se uma lâmpadas queima, as outras continuam funcionando

 

Você já tinha parado para pensar  no funcionamento das belíssimas luzes natalinas? Agora que você já conhece os dois principais tipos de pisca-piscas e como eles funcionam, que tal ler este artigo sobre como economizar energia e evitar acidentes com as luzes de Natal? Aproveite! Boas festas!

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! =)

Motor elétrico homopolar: o mais simples do mundo

O motor homopolar tem um funcionamento muito simples, é fácil de construir e uma ótima opção para comprovar os princípios do eletromagnetismo.

Para falar sobre o motor elétrico homopolar e aprender como fazer um em casa, precisamos voltar no tempo e lembrar de alguns detalhes da história do motor elétrico. Vamos lá?

Os fenômenos relacionados à eletricidade e ao magnetismo eram observados e estudados desde muito tempo, na Grécia Antiga. Os primeiros registros datam do séculos 6 a.C por Tales de Mileto. Mas foi somente a partir do século XVI que novas pesquisas foram desenvolvidas nessa área, porém, sem que ninguém conseguisse estabelecer uma ligação entre os fenômenos elétricos e magnéticos.

Com as experiências realizadas pelo professor dinamarquês Christian Oersted, já no começo do século XIX, esse panorama começou a mudar. Durante uma de suas aulas, o pesquisador demonstrava aos seus alunos como se dava o aquecimento de um fio condutor durante a passagem de uma corrente elétrica. Ao lado do seu experimento, havia uma bússola. Quando o professor liberou a passagem da corrente elétrica pelo fio, reparou que a agulha da bússola desviou-se de sua posição natural.

Por se tratar de um ímã alinhado ao campo magnético da Terra, a mudança na posição da agulha só poderia ocorrer com a presença de outro campo mais intenso. Assim, mais tarde, Oersted verificou que o movimento da agulha dependia da posição da bússola em relação ao fio pelo qual passava a corrente elétrica. Essas observações representaram um grande avanço científico, ajudando o professor a demonstrar que a corrente elétrica em um condutor está diretamente relacionada a um campo magnético que se cria ao seu redor, fazendo com que o condutor funcione como um ímã.

Anos mais tarde, o cientista inglês Michael Faraday trabalhava em pesquisas que consideravam a possibilidade de gerar eletricidade a partir de campos magnéticos, ou seja, o oposto ao experimento realizado por Oersted. O pesquisador descobriu então que uma corrente elétrica era gerada no momento que se posicionava um ímã no interior de uma bobina feita com fios condutores.

Michael Faraday, British physicist

Michael Faraday (1791-1867)

Foi assim que Faraday provou que a variação de um campo magnético é capaz de criar uma corrente elétrica em um fio condutor, mesmo sem estar conectado a nenhuma fonte de energia. Ele deduziu que se houvesse um movimento da bobina em relação ao ímã, seria possível obter uma corrente elétrica contínua, efeito que ficou conhecido como indução eletromagnética. Esse é o princípio básico do funcionamento de geradores e motores elétricos até hoje.

As descobertas de Oersted e Faraday tiveram grande impacto nos avanços tecnológicos desde então. Os princípios do eletromagnetismo são a base de grande parte da tecnologia mecânica e eletroeletrônica que conhecemos, de secadores de cabelos até os sistemas de telecomunicações.

 

Motor Elétrico Homopolar

Para realizar seus estudos e comprovar os resultados, Faraday construiu um dispositivo com o objetivo de mostrar o efeito magnético circular ao redor de um fio condutor, a que ele chamava de rotação eletromagnética. Esse aparelho ficou conhecido como Motor de Faraday e foi o primeiro motor elétrico construído.

Esse dispositivo criado por Faraday também é conhecido como motor homopolar. Essa denominação se dá pois não há nenhuma alteração na polaridade dos seus componentes durante seu funcionamento. Ao se fechar o circuito, o campo magnético do ímã exerce uma força sobre as cargas elétricas do material condutor, gerando uma corrente elétrica. Esse é o princípio do funcionamento dos motores elétricos.

 

Construindo um motor homopolar

O motor homopolar proposto por Faraday tem um funcionamento muito simples, é fácil de construir e uma ótima opção para comprovar os princípios do eletromagnetismo, mesmo tendo pouca utilidade na prática hoje em dia.

Pensando nisso, trouxemos um vídeo que mostra a construção de um motor elétrico homopolar, que você pode fazer em casa, na escola ou universidade.

Eis o motor mais simples do mundo em pleno funcionamento!

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! 😉

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

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?

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.