ENERGIA EÓLICA

VENTO E ENERGIA EÓLICA

O vento consiste no deslocamento de massas de ar, sendo que esse fenômeno é consequência do movimento do ar de um ponto no qual a pressão atmosférica é mais alta em direção a um ponto onde ela é mais baixa. Os principais elementos que interferem na pressão atmosférica são a temperatura e a altitude: zonas de baixa altitude = zona de alta pressão atmosférica; zona de elevada altitude = zona de baixa pressão atmosférica.

A distribuição de radiação solar sobre a superfície terrestre ocorre de forma desigual, criando diferentes zonas térmicas e regiões de alta e baixa pressão atmosférica. A variação da pressão atmosférica é responsável pelo movimento das massas de ar, onde as áreas com temperaturas mais elevadas formam as zonas de baixa pressão, cujo ar, por ser mais leve, está em constante ascensão, podendo atingir até 10 mil metros de altitude.

Os ventos são de fundamental importância na dinâmica terrestre, visto que eles são modeladores do relevo, transportam umidade dos oceanos para as porções continentais, amenizam o calor das zonas de baixa pressão atmosférica, entre outros fatores.

De acordo com os movimentos, os ventos podem ser:

Ventos de oeste: deslocam-se dos trópicos em direção aos polos do planeta.

Ventos polares de leste: são ventos que se deslocam dos polos em direção aos trópicos.

Ventos alísios: se direcionam dos trópicos para as regiões próximas à linha do Equador.

Energia Eólica

A energia eólica - produzida a partir da força dos ventos - é abundante, renovável, limpa e disponível em muitos lugares. Essa energia é gerada por meio de aerogeradores, nas quais a força do vento é captada por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador elétrico. A quantidade de energia transferida é função da densidade do ar, da área coberta pela rotação das pás (hélices) e da velocidade do vento.

A avaliação técnica do potencial eólico exige um conhecimento detalhado do comportamento dos ventos. Os dados relativos a esse comportamento - que auxiliam na determinação do potencial eólico de uma região - são relativos à intensidade da velocidade e à direção do vento. Para obter esses dados, é necessário também analisar os fatores que influenciam o regime dos ventos na localidade do empreendimento. Entre eles pode-se citar o relevo, a rugosidade do solo e outros obstáculos distribuídos ao longo da região.

Para que a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja maior ou igual a 500 W/m², a uma altura de 50 metros, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s (GRUBB; MEYER, 1993). Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, o vento apresenta velocidade média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50 m, em apenas 13% da superfície terrestre. Essa proporção varia muito entre regiões e continentes, chegando a 32% na Europa Ocidental.

A utilização dessa fonte para geração de eletricidade, em escala comercial, começou na década de 1970, quando se acentuou a crise internacional de petróleo. Os EUA e alguns países da Europa se interessaram pelo desenvolvimento de fontes alternativas para a produção de energia elétrica, buscando diminuir a dependência do petróleo e carvão .

Quanto à aplicação desse tipo de energia no Brasil, pode-se dizer que as grandes centrais eólicas podem ser conectadas à rede elétrica uma vez que possuem um grande potencial para atender o Sistema Interligado Nacional (SIN). As pequenas centrais, por sua vez, são destinadas ao suprimento de eletricidade a comunidades ou sistemas isolados, contribuindo para o processo de universalização do atendimento de energia. Em relação ao local, a instalação pode ser feita em terra firme (on-shore) ou no mar (off-shore).

De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), o Brasil possui 248 megawatts (MW) de capacidade instalada de energia eólica, derivados de dezesseis empreendimentos em operação. O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, elaborado pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), mostra um potencial bruto de 143,5 GW, o que torna a energia eólica uma alternativa importante para a diversificação do "mix" de geração de eletricidade no País. O maior potencial foi identificado na região litoral do Nordeste e no Sul e Sudeste. O potencial de energia anual para o Nordeste é de cerca de 144,29 TWh/ano; para a região Sudeste, de 54,93 TWh/ano; e, para a região Sul, de de 41,11 TWh/ano.

Ainda que a principal referência de potencial eólico do Brasil, o Atlas do Potencial Eólico Brasileiro (Amarante et al., 2001), não apresente avaliações a respeito da potencialidade energética dos ventos na plataforma continental do vasto litoral brasileiro - que tem nada menos que 7.367 km de extensão e conta com avançado desenvolvimento em tecnologias offshore em função do desenvolvimento e capacitação para a prospecção e produção de petróleo e gás natural neste ambiente - esta alternativa não pode ser ignorada e esta via deve ser ainda cuidadosamente avaliada, tendo em vista que estes projetos apresentam um maior volume específico de energia elétrica gerada ao beneficiarem-se da constância dos regimes de vento no oceano.

As aplicações mais favoráveis desta fonte energética no Brasil estão na integração ao sistema interligado de grandes blocos de geração nos sítios de maior potencial. Em certas regiões, como por exemplo, a região Nordeste, no vale do Rio São Francisco, pode ser observada uma situação de conveniente complementariedade da geração eólica com o regime hídrico, seja no período estacional ou na geração de ponta do sistema - ou seja, o perfil de ventos observado no período seco do sistema elétrico brasileiro mostra maior capacidade de geração de eletricidade justamente no momento em que a afluência hidrológica nos reservatórios hidrelétricos se reduz. Por outro lado, no período úmido do sistema elétrico brasileiro, caracterizado pelo maior enchimento destes reservatórios, o potencial de geração eólica de eletricidade se mostra menor.

Assim, a energia eólica se apresenta como uma interessante alternativa de complementariedade no sistema elétrico nacional.

Embora se insira dentro do contexto mundial de incentivo por tecnologias de geração elétrica menos agressivas ao meio ambiente, como qualquer outra tecnologia de geração de energia, a utilização dos ventos para a produção de energia elétrica também acarreta em alguns impactos negativos - como interferências eletromagnéticas, impacto visual, ruído, ou danos à fauna, por exemplo. Atualmente, essas ocorrências já podem ser minimizadas e até mesmo eliminadas por meio de planejamento adequado, treinamento e capacitação de técnicos, e emprego de inovações tecnológicas.

Aspectos ambientais ligados à operação de usinas eólicas

- Emissão de gases poluentes

O Brasil, por possuir uma matriz de geração elétrica composta predominantemente por fontes renováveis - principalmente de origem hidráulica - apresenta grandes vantagens no que se refere à emissão evitada de CO₂.

Além do aspecto de diversificação da matriz energética, uma outra possibilidade atraente para empreendimentos baseados no aproveitamento da energia eólica inclui a comercialização do CO₂ evitado por meio dos certificados de redução de emissão de carbono no âmbito do Protocolo de Kyoto. Os países desenvolvidos, para alcançarem suas metas poderão se utilizar dos "mecanismos de flexibilidade", dentre os quais ressalta-se o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL). O MDL permite que países desenvolvidos, por meio da implantação de projetos energéticos em países em desenvolvimento, alcancem suas metas de redução da emissão de CO₂ ou outros gases de efeito estufa. O MDL é um mecanismo disseminador de tecnologia com grande potencial de expansão, o qual poderá incentivar o setor privado a investir em projetos energéticos no âmbito das energias renováveis, entre elas a energia eólica.

Das tecnologias disponíveis com emissões de CO₂ abaixo do nível da energia eólica, somente as grandes hidrelétricas são hoje comercialmente competitivas. Entretanto, a utilização de grandes hidrelétricas tem sido discutida em países como o Canadá e o Brasil (dois países que apresentam grandes plantas hidrelétricas instaladas cada vez mais longe dos centros consumidores), onde a decomposição da vegetação submersa nos grandes reservatórios produz uma quantidade substancial de metano, que registra um potencial de aquecimento 50 vezes maior do que o CO₂.

Embora as emissões de CO₂ decorrentes das grandes barragens não se dêem no mesmo patamar das emissões de CO₂ originadas da queima de combustíveis fósseis em termoelétricas, gases como o CH₄ e N₂O - oriundos da decomposição do material orgânico - possuem, respectivamente, um potencial de aquecimento global 56 e 280 vezes maior do que o CO₂, para um horizonte de 20 anos (Oliveira, 2000).

O uso do solo e a adequação da topografia

- Poluição visual

A reação visual às estruturas eólicas varia de pessoa para pessoa. Trata-se de um efeito que deve ser levado em consideração, na medida em que o aumento do rendimento das turbinas eólicas vem acompanhado pelo aumento em suas dimensões e na altura das torres. Como conseqüência, também o espaço requerido entre as turbinas torna-se maior, diminuindo, portanto, a densidade na área da fazenda eólica - o que possibilita o aproveitamento do solo para usos alternativos no entorno do empreendimento.

Dentre as diferenças de percepção destes empreendimentos, a turbina eólica pode ser vista como um símbolo de energia limpa e bem-vinda, ou, negativamente, como uma alteração de paisagem. A forma de percepção das comunidades afetadas visualmente pelos parques eólicos também depende da relação que essas populações têm com o meio ambiente. Acrescenta-se que os benefícios econômicos gerados pela implantação das fazenda eólicas muitas vezes são cruciais para amenizar potenciais atitudes ou percepções negativas em relação à tecnologia (EWEA, 2004).

A paisagem modificada pelas fazendas eólicas traz outra possibilidade: a de atrair turistas, o que é um fator de geração de emprego e renda.

- Impacto sobre a fauna

Um dos aspectos ambientais a ser enfatizado diz respeito à localização dos parques eólicos em áreas situadas em rotas de migração de aves. O comportamento das aves e as taxas de mortalidade tendem a ser específicos para cada espécie e para cada lugar.

Ao analisar os estudos sobre os impactos na fauna alada, observa-se que parques eólicos podem trazer impactos negativos para algumas espécies. Entretanto, estes impactos podem ser reduzidos a um nível tolerável por meio do planejamento do futuro da geração eólica, considerando aspectos de conservação da natureza (EWEA, 2004) como "evitar a instalação de parques eólicos em áreas importantes de habitat; evitar áreas de corredor de migração; adotar arranjo adequado das turbinas no parque eólico; usar torres de tipos apropriados (tubulares); e utilizar sistemas de transmissão subterrâneos".

O ruído é outro fator que merece ser mencionado, devido não só à pertubação que causa aos habitantes das áreas onde se localizam os empreendimentos eólicos, como também à fauna local - como, por exemplo, a sua interferência no processo reprodutivo das tartarugas.

- Outros aspectos ambientais

O impacto sobre o solo ocorre de forma pontual à área de instalação da base de concreto onde a turbina é instalada. Vários testes de compactação do solo são feitos para avaliação das condições de instalação de cada turbina. Por não haver uso de combustíveis fósseis, o risco de contaminação do solo por resíduo líquido devido à operação e manutenção de parques eólicos é reduzido ou quase nulo. Esta característica minimiza também os riscos de contaminação do lençol freático.

É importante lembrar que a taxa de ocupação no solo de uma turbina eólica está restrita à pequena área referente à construção da base de concreto para sustentação de toda a máquina: a área em torno da base de concreto fica totalmente disponível para o aproveitamento agrícola ou pecuário; e a vegetação em torno da turbina eólica pode ser mantida intacta.

A energia eólica e o Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa)

Considerando-se que as fontes alternativas ainda têm custos mais elevados do que as convencionais, em abril de 2002 o Governo Federal criou, por meio da Lei nº 10.438, o Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa). Com o objetivo de ampliar a participação das fontes alterantivas na matriz elétrica, o Proinfa prevê, em sua primeira fase, a instalação de 3.300 MW de potência no sistema elétrico interligado - sendo 1.423 MW de usinas eólicas, 1.192 MW de pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e 685 MW de biomassa.

Dentre outros benefícios, o Proinfa apresenta:

"a diversificação da matriz energética e a conseqüente redução da dependência hidrológica;

"a racionalização de oferta energética por meio da complementaridade sazonal entre os regimes eólico, de biomassa e hidrológico, especialmente no Nordeste e Sudeste. No rio São Francisco, por exemplo, cada 100 megawatts médios produzidos por fonte eólica proporcionaria uma economia de água da ordem de 40 m³/s;

"a possibilidade de elegibilidade, referente ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), pela Comissão Interministerial de Mudança Global do Clima, criada pelo Decreto Presidencial de 7 de julho de 1999, dos projetos aprovados no âmbito do Proinfa".

Diversas empresas estrangeiras já mostraram interesse em estudos de viabilidade técnica para implementação de grandes parques eólicos no Brasil. Além dos 1,4 GW de projetos já contratados no Proinfa, quatro em operação, representando 158,3 MW, e 50 parques em implantação, representando 1.264,6 MW. Existem, ainda, cerca de 3,5 GW em projetos eólicos autorizados pela Aneel que não integram a carteira de projetos do Proinfa. Empresas, como a Wobben Wind Power Industria e Com. Ltda, SIIF Énergies do Brasil Ltda, Enerbrasil Ltda, Ventos do Sul, Eletrowind e outras, já mantêm torres de medições e estudos de infra-estrutura para instalação e operação de parques eólicos, que nesta fase, em sua grande maioria, encontram-se planejados para instalação ao longo da costa da região Nordeste (Dutra, 2004).

A segunda fase do Proinfa, prevista para iniciar após o término da primeira, e terminar em 20 anos após o início do programa - portanto, em 2022 -, supõe que as três fontes eleitas (PCH, biomassa e eólica) atinjam uma participação de 10% da geração de energia elétrica brasileira. Supõe ainda contratar, a cada ano, no mínimo 15% do acréscimo de geração do setor (Brasil, 2002). Com base nestes números e considerando a projeção da demanda feita nos quatro cenários considerados no Plano Nacional de Energia - PNE 2030 (EPE, 2006b) -, um prolongamento destes números de 2022 a 2030, um fator de capacidade de 0,30, e uma divisão eqüitativa entre as três fontes, chega-se a uma potência instalada de geração de energia elétrica em usinas eólicas, no fim do horizonte, entre 9 GW e 13 GW.

Nesse contexto, vale citar que já está em operação o parque eólico de Osório, localizado no litoral norte do Rio Grande do Sul. Esse empreendimento é composto por 75 torres de aerogeradores e tem uma capacidade instalada estimada em 150 MW, sendo a maior usina eólica da América Latina e a segunda no mundo.

Texto: Ministério do Meio Ambiente

Uso no mundo 

Atualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração é grande. Atualmente, a capacidade eólica mundial é de 238,4 GW (Gigawatts).

Os países que mais geram energia eólica:

1º -  China (62,7 mil megawatts)
2º -  Estados Unidos (46,9 mil megawatts)
3º -  Alemanha (29 mil megawatts)
4º -  Espanha (21,6 mil megawatts)
5º -  Índia (16 mil megawatts)
6º -  França (6,8 mil megawatts)
7º -  Itália (6,7 mil megawatts)
8º -  Reino Unido (6,5 mil megawatts)
9º -  Canadá (5,2 mil megawatts)
10º- Portugal (4 mil megawatts)

Fonte: Relatório de 2011 da Global Wind Energy (capacidade eólica em 15 anos) 

Você sabia?

- Regiões com ventos frequentes de 15 km/h são ideais para a instalação de aerogeradores.

- A geração de energia eólica no mundo aumentou cerca de 1000% nos últimos dez anos.

- Até o final de 2013, o mundo produzirá cerca de 300 GW de energia elétrica através de usinas eólicas.

- No dia 15 de junho é comemorado o Dia Mundial do Vento.

A energia eólica é uma forma indireta de obtenção de energia do sol, uma vez que os ventos são gerados pelo aquecimento desigual da superfície da Terra pelos raios solares. Em outros termos, a energia eólica é a energia do movimento (cinética) das correntes de ar que circulam na atmosfera.

A geração de energia elétrica ou mecânica (em moinhos ou cataventos para a realização de trabalhos mecânicos como o bombeamento da água) através dos ventos se dá pela conversão da energia cinética  de translação pela energia cinética de rotação através do emprego de turbinas eólicas, quando o objetivo é gerar eletricidade, ou moinho e cataventos, quando o objetivo é a realização de trabalhos mecânicos.

A energia eólica é uma forma de obtenção de energia de fontes totalmente renovável e limpa, não produz qualquer tipo de poluente. Sendo por isso, umas das principais apostas no campo das fontes renováveis de energia.

Sua exploração comercial teve início há mais ou menos na década de 70 quando ocorreu a crise do petróleo e os países europeus começaram a investir em outras formas de energia. No Brasil, o custo da geração de energia através dos ventos é de cerca de US$70 a US$80 por MWh, o que a torna competitiva com a energia nuclear e termoelétrica. Só no nordeste brasileiro potencial eólico existente é de 6.000 MW, sendo a região brasileira que apresenta o maior potencial. Até 2003 a Aneel havia registrado cerca de 92 empreendimentos não iniciados para ao aproveitamento de energia eólica que agregariam 6.500 MW a produção nacional de energia elétrica.

O único ponto fraco das turbinas que geram energia através dos ventos é a poluição sonora e a poluição visual. Esta última é menos impactante, e depende mais do ponto de vista particular de cada um. Mas a poluição sonora gerada pelas turbinas, de acordo com a especificação do equipamento, pode inviabilizar a construção destes sistemas muito próximos de regiões habitadas por causar desconforto aos moradores. Entretanto, existem modelos aerogeradores de hélices de alta velocidade que produzem menor ruído e são até mais eficientes que os modelos de turbinas de múltiplas pás, mais barulhentos.

A utilização da energia eólica comporta numerosas vantagens face às energias tradicionais e mesmo em comparação com outros tipos de energias renováveis, em função do seu maior desenvolvimento.

Apesar das aparentes vantagens no uso de energia eólica para a produção de energia elétrica, este tipo de aproveitamento energético eólico apresenta também desvantagens e impactos significativos principalmente no uso de grandes aerogeradores, parques e usinas eólicas.

O seu aproveitamento para encher as velas dos barcos coincide com o começo das grandes civilizações e, marcou, substancialmente, a diferença entre elas.

Fenícios, Gregos, Romanos, e mais tarde os portugueses utilizaram-no para mover, total ou parcialmente, os seus barcos, visando o comércio, conquistando novos domínios ou explorando mares desconhecidos.

Foi a partir do século V que a utilização desta forma de energia se estendeu a terra firme e, mais concretamente, nos séculos XII e XIII com a aparição dos primeiros moinhos hidráulicos e de vento (que tanto caracterizaram a paisagem).

Posteriormente, desempenhou um papel fundamental no sistema industrial do século XVI. O vento convertia-se, assim, numa das principais fontes de energia, não animal, da humanidade, até à aparição dos primeiros motores a vapor e de combustão no início do século XIX.

Hoje em dia, está a impulsionar-se a aparição deste elemento com fins lúdicos ou comerciais, numa simbiose da tecnologia de vanguarda e a antiga sabedoria.

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As principais vantagens da energia eólica

Vantagens para a sociedade em geral

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• É inesgotável;
• Não emite gases poluentes nem gera resíduos;
• Diminui a emissão de gases de efeito de estufa (GEE).

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Vantagens para as comunidades onde se inserem os Parques Eólicos

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• Os parque eólicos são compatíveis com outros usos e utilizações do terreno como a agricultura e a criação de gado;
• Criação de emprego;
• Geração de investimento em zonas desfavorecidas;
• Benefícios financeiros (proprietários e zonas camarárias).

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Vantagens para o estado

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• Reduz a elevada dependência energética do exterior, nomeadamente a dependência em combustíveis fósseis;
• Poupança devido à menor aquisição de direitos de emissão de CO2 por cumprir o protocolo de Quioto e directivas comunitárias e menores penalizações por não cumprir;
• Possível contribuição de cota de GEE para outros sectores da actividade económica;
• É uma das fontes mais baratas de energia podendo competir em termos de rentabilidade com as fontes de energia tradicionais.

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Vantagens para os promotores

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• Os aerogeradores não necessitam de abastecimento de combustível e requerem escassa manutenção, uma vez que só se procede à sua revisão em cada seis meses.
• Excelente rentabilidade do investimento. Em menos de seis meses, o aerogerador recupera a energia gasta com o seu fabrico, instalação e manutenção.

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Principais desvantagens da energia eólica

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• A intermitência, ou seja, nem sempre o vento sopra quando a electricidade é necessária, tornando difícil a integração da sua produção no programa de exploração;
• Pode ser ultrapassado com as pilhas de combustível (H2) ou com a técnica da bombagem hidroeléctrica.
• Provoca um impacto visual considerável, principalmente para os moradores em redor, a instalação dos parques eólicos gera uma grande modificação da paisagem;
• Impacto sobre as aves do local: principalmente pelo choque destas nas pás, efeitos desconhecidos sobre a modificação de seus comportamentos habituais de migração;
• Impacto sonoro: o som do vento bate nas pás produzindo um ruído constante (43dB(A)). As habitações mais próximas deverão estar, no mínimo a 200m de distância.

·         A energia eólica é muito vantajosa, tanto para quem gera, como para quem consome. Isso porque o vento é uma fonte natural e renovável de energia, adequada para a geração elétrica em grande escala.

·         Além disso usinas eólicas são inofensivas ao meio ambiente. Usinas eólicas podem compartilhar terra com pastagens e agricultura, dispensando desapropriações ou deslocamento de populações. A sua implantação é modular e mais rápida do que a de usinas convencionais. Cerca de 85% do custo instalado se refere à produção de turbinas em escala industrial.

·         Com tais características, as usinas eólicas potencializam a fixação de indústrias, tecnologia e geração de empregos em fabricação, operação e manutenção, na cidade e no campo.