Artigo/reportagem

A região de Aveiro e as energias eólicas e oceânicas
Centro Social Paroquial da Vera Cruz (AVEIRO)

(NUT III) do Baixo Vouga e estende-se pelos municípios de Águeda, Albergaria-a-Velha, Anadia, Aveiro, Estarreja, Ílhavo, Murtosa, Oliveira do Bairro, Ovar, Sever do Vouga e Vagos.

O âmbito do nosso estudo cinge-se à área destes concelhos e sua população, relativamente aos quais acreditamos ser possível a diversificação e instalação de novas formas de obtenção de energia ou aumento da prospeção de outras já instaladas. Desta forma, iremos abordar a possibilidade da exploração das seguintes energias na zona indicada: energia eólica e a energia dos oceanos (energia das marés e energia das ondas).

Energia Eólica

“Aproximadamente 1 % a 3 % da energia do Sol que chega à terra é convertido em energia eólica. Isto é aproximadamente 50 a 100 vezes mais energia da que é convertida na biomassa por todas as plantas na Terra através da fotossíntese. A maior parte desta energia eólica pode ser encontrada em altas altitudes, onde ocorrem as velocidades de vento contínuas de mais de 160 km/h (100 milhas por hora). Eventualmente, a energia eólica é convertida pela fricção em calor difuso ao longo da superfície e atmosfera da Terra” ⁽¹⁾

História do vento como fonte de energia

A energia dos ventos é utilizada desde a Antiguidade pelo ser humano nas suas diversas atividades. “Há mais de 5 mil anos, os Egípcios antigos usaram o vento para navegar no Rio Nilo. Depois, construímos moinhos de vento para moer o trigo e outros grãos. Os moinhos de vento mais antigos conhecidos existiam na Pérsia (Irão). Esses primeiros moinhos de vento assemelhavam-se a grandes rodas de remos. Séculos depois, a população da Holanda melhorou o desenho básico do moinho de vento. Deram-lhe pás tipo hélice, ainda feitas com velas. A Holanda é famosa pelos seus moinhos de vento.

A falta de petróleo da década de 1970 modificou o panorama da energia para mundo. Criou um interesse em fontes de energia alternativas, abrindo o caminho para a reentrada do moinho de vento para gerar eletricidade. No início da década de 1980 a energia eólica disparou realmente, em parte por causa de medidas que estimularam fontes de energia renováveis. O apoio para o desenvolvimento do vento aumentou desde então em todo o mundo” ⁽¹⁾.

Como convertemos o vento em energia?

“O vento gira as pás de uma turbina de vento — como um brinquedo de pinhão de espigas grande. Este dispositivo é chamado uma turbina de vento e não um moinho de vento. Um moinho de vento é usado para bombear a água.
As pás da turbina são atadas a um cubo da roda que é montado num cabo giratório. O cabo atravessa uma caixa de transmissão de engrenagem onde a velocidade é aumentada. A transmissão é atada a um cabo de alta velocidade que move um gerador que faz eletricidade.

Se o vento estiver demasiado alto, a turbina tem um travão que impedirá as pás de virar demasiado depressa e serem danificadas. Há ainda o problema do que fazer quando o vento não sopra. Nessas alturas, outros tipos de centrais devem ser usados para fazer eletricidade.

Para uma turbina de vento trabalhar eficientemente, as velocidades do vento devem estar geralmente acima das 12 a 14 milhas por hora. O vento tem de ter esta velocidade para virar as turbinas de forma suficientemente rápida para gerar eletricidade. As turbinas produzem normalmente aproximadamente 50 a 300 quilowatts de eletricidade cada uma. Um quilowatt é 1,000 watts (o quilo significa 1,000). Pode iluminar dez lâmpadas de 100 watt com 1,000 watts.

Deste modo, uma turbina de vento de 300 quilowatts (300,000 watts) pode iluminar 3,000 lâmpadas que utilizem 100 watts!” ⁽¹⁾

Possibilidade de “instalar” centrais eólicas na região de Aveiro

Atualmente, já podemos observar parques eólicos na região de Aveiro, nas zonas mais altas dos concelhos interiores, como acontece em Sever de Vouga. Por ser uma zona litoral com elevado índice de ventos, pensamos que também podem ser instaladas aerogeradores próximo do mar, tal como acontece com sucesso em Fonte dos Monteiros, no concelho de Vila do Bispo, distrito de Faro (3), ou noutros países europeus.

Preocupações Ambientais

A energia eólica é uma energia alternativa, e economicamente viável às centrais de energias convencionais um pouco por todo o país. “O vento é um combustível limpo; as quintas eólicas não produzem nenhum ar ou poluição de água porque nenhum combustível é queimado” ⁽¹⁾.

No entanto, os sistemas mecânicos montados na natureza para a captação dos ventos podem ser nefastos para a natureza em geral e populações animais em particular – é o caso das aves que estabelecem os seus habitats perto de zonas onde há ventoinhas. O mesmo se pode dizer de outros animais alados, como por exemplo, os morcegos.

No entanto, os sistemas mecânicos montados na natureza para a captação dos ventos podem ser nefastos para a natureza em geral e populações animais em particular – é o caso dos bandos de pássaros que estabelecem os seus habitats perto de zonas onde há ventoinhas. O mesmo se pode dizer de outros animais alados, como por exemplo, os morcegos.

Energia dos Oceanos

“As tecnologias de maré e de onda convertem a energia cinética do movimento da água em eletricidade. Os sistemas termais oceânicos exploram o calor solar absorvido por águas marítimas para gerar energia limpa. Em teoria, esses três recursos renováveis à base dos oceanos podem corresponder às exigências de energia do mundo vezes sem conta, mas continuam, por agora, muito pouco desenvolvidos” ⁽¹⁾.

O oceano abriga recursos de energia abundantes, e várias tecnologias de energia oceânicas estão a aproximar-se da aplicação comercial. Contudo, as actuais tecnologias de energia de onda, de maré e termal oceânica estão ainda em pesquisa e desenvolvimento.

Energia da maré

A energia da maré tira proveito da maré diária e do fluxo de marés e de outras situações que envolvem água em movimento. A força gravitacional da lua dirige os fluxos da maré, enquanto as correntes persistentes e as circulações em grande escala, como as correntes dos golfos, são influenciadas pelo aquecimento solar, pela constituição química da água, entre outros fatores. A maioria das tecnologias de maré atuais transforma a energia cinética em eletricidade através de turbinas.

Hoje em dia, muitos ambientes litorais, bem como o próprio alto mar, abrigam recursos com grande potencial de desenvolvimento, mas não há nenhuma tecnologia de energia oceânica moderna comercialmente disponível, ou financeiramente comportável.

Existem dois tipos principais de sistemas de energia de maré. A tecnologia atualmente em expansão não altera o fluxo das marés, ao contrário das centrais hidroelétricas convencionais.

Possibilidade de “instalar” centrais de conversão da energia das marés na região de Aveiro

Uma equipa de investigadores e alunos finalistas do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro avaliaram, recentemente, o potencial da Barra do Porto de Aveiro para receber uma estação de conversão da energia de correntes e de marés.

“As correntes de maré são uma fonte energética renovável, sendo pertinente o estudo da sua integração no atual sistema energético, de forma a melhorar a sua sustentabilidade. O Departamento de Engenharia Mecânica pôs mãos à obra e, com o apoio direto da Administração do Porto de Aveiro e de alguns investigadores dos departamentos de Física e Engenharia Civil da UA, empreendeu o primeiro estudo de análise das várias opções tecnológicas para a Ria de Aveiro, como explica o Prof. Nelson Martins, coordenador do projeto.

«O campo gravítico provocado pela lua e pelo sol origina fluxos da massa de água nos oceanos e consequentemente nas zonas de estuário. Esta movimentação de águas encerra um enorme potencial energético por explorar. Transpondo o conceito do aproveitamento energético proveniente da energia eólica ao dos fluxos de massas de água, geradas pelos ciclos de marés, impunha-se que fosse feito um estudo exaustivo relativamente aos locais favoráveis onde fosse possível implementar tecnologias que possibilitassem um aproveitamento energético eficiente a partir desta fonte de energia renovável. A nossa investigação permitiu-nos avaliar tecnicamente a possibilidade de produzir eletricidade usando como fonte de energia primária as correntes de maré na zona da Barra do Porto de Aveiro»” ⁽⁵⁾.

“Neste momento a tecnologia usada na obtenção de energia eléctrica, a partir de correntes marítimas, encontra-se ainda em fase embrionária. As soluções mais consolidadas baseiam-se na tecnologia das centrais hidroeléctricas, devidamente adaptadas ao ambiente salino, contudo, a necessidade de um dique limita de forma significativa a utilização do estuário, nomeadamente no que se refere à navegação colocando-se ainda sérios problemas relacionados com o assoreamento devido aos sedimentos arrastados pelos rios. A tendência actual centra-se na utilização de turbinas abertas (free-flow) de forma a minimizar o impacto ambiental, interferência com outras utilizações do estuário e custo da manutenção.”

“Toda a água corrente contém energia cinética. O movimento da água contém muito mais energia do que o ar em movimento, aproveitado nos sistemas energia eólica, porque a água é muito mais densa do que o ar. Numa perspetiva prática, isto significa que até as correntes lentas podem representar uma fonte de energia económica. A energia de maré pode produzir eletricidade utilizando várias das tecnologias existentes e emergentes.

Para aplicações em bacias com fluxos intermitentes e outras áreas marítimas com correntes persistentes, muitas tecnologias em desenvolvimento são idênticas às que são procuradas para aplicações de energia hidroelétrica. Estes dispositivos de fluxo livre (nascente baixa) podem ser ancorados numa base subaquática, ou podem ser atados a ancoradouros. Em ambos os casos, o sistema de conversão de energia é colocado no fluxo de água (sem o impedir ou alterar a sua direcção). Alguns aparelhos têm uma forma semelhante às turbinas de vento modernas, de três lâminas, enquanto outros dispositivos, de diferente configuração, utilizam lâminas mais elaboradas. Estão, no entanto, em fase de projeto, novos dispositivos de captação de energia para uso em águas mais profundas
Energia das ondas

“As ondas são originadas pelo vento e pelas marés. A maioria das mais de mil patentes relacionadas com tecnologia de energia de onda está, por ora, materializada em dispositivos que captam a energia cinética, associada com o movimento das ondas.

Existem centenas de dispositivos de captação de energia de onda registados, e vários protótipos foram já testados. Contudo, foi desenvolvida apenas uma central de energia de onda – uma fábrica de 500 quilowatts, situada na costa escocesa, em Islay. Vários projetos estão, de momento, a ser examinados nos EUA” (1).
Em Portugal há dois projetos promissores, nos quais as entidades promotoras da região de Aveiro deviam ter atenção – o Okéanos, que se situa em frente à praia da Aguçadoura, Póvoa do Varzim; e a Central de Ondas do Cachorro, na ilha do Pico.

No Okéanos “foram utilizados pelamis, que são enormes tubos articulados, semi-flutuantes, cada um com 37,5 metros de comprimento e 3,5 metros de diâmetro e colocados em série na transversal das ondas. O funcionamento destas infraestruturas é o seguinte: cada pelamis é composto por várias secções unidas entre si. Em cada uma das juntas fica instalado um motor hidráulico. O movimento das ondas faz com que seja bombeado óleo das juntas através dos motores hidráulicos. Estes motores estão acoplados a geradores, que, por sua vez, transformam a energia mecânica em eléctrica. A energia é depois transportada por via de um cabo submarino até à subestação elétrica.

Cada um dos pelamis é constituído por cinco tubos que perfazem um comprimento de 150 metros e produzem 750 kW. 110 cilindros dariam para alimentar de eletricidade 15 mil lares médios” ⁽⁶⁾.

A Central de Ondas do Cachorro, na ilha do Pico, foi construída em 1999 como um projeto piloto de energia das ondas (primeiro projeto financiado pela Comissão Europeia nesta área). Foi liderado pelo Instituto Superior Técnico (IST) e contaram com a participação de mais duas universidades estrangeiras, além do LNEG, a Profabril, a EFACEC, a EDP e a EDA, sendo estas duas últimas empresas as donos da obra e também co-financiadores do projeto, tal como o Estado Português através do programa Energia.

Na página do projeto é possível conhecer-se o princípio do funcionamento desta central “A central é constituída por uma estrutura oca, em betão, formando uma câmara pneumática sobre uma superfície livre interior, que comunica com a atmosfera, através de uma conduta contendo uma turbina de ar acoplada a um geradorelétrico, e com o mar exterior através de uma abertura submersa existente na parede frontal da câmara. As ondas propagam-se para dentro da câmara através da abertura submersa, fazendo oscilar verticalmente a água no seu interior, e, consequentemente, um fluxo de ar em sentidos alternados através da conduta que liga à atmosfera, aciona a turbina de ar e o gerador elétrico que lhe está acoplado. A energia elétrica é fornecida para a rede local da EDA na subestação do Cachorro. Um fator importante no projeto deste tipo de centrais é o dimensionamento da câmara pneumática, para possibilitar ressonância com a agitação incidente” ⁽⁷⁾.

As energias, os habitats e a vida selvagem

“A base de experiência com sistemas de energia de maré, onda e termal oceânica é extremamente limitada. Por conseguinte, os efeitos globais nos habitats e vida selvagem não foram ainda totalmente determinados. Duas coisas são claras: estas tecnologias não emitirão nenhum dos poluentes que podem ser extremamente perigosos para populações de vida selvagem, e não contribuirão para as alterações climáticas, que já alteram habitats no mundo inteiro.

Serão necessárias extensas pesquisas de campo e práticas de localização cuidadosas para entender e mitigar qualquer impacto adverso em comunidades ecológicas. As instalações e ancoradouros podem ter efeitos localizados no habitat – tanto positivos como negativos. Por exemplo, se um animal colidir com uma turbina, ou outras estruturas de captação de energia, pode ficar ferido ou mesmo morrer” ⁽¹⁾.

Possibilidade de “instalar” centrais de conversão da energia das ondas na região de Aveiro

“As estimativas de preço/desempenho exactos, bem como as projecções de rendimento das tecnologias de energia oceânica serão apenas possíveis depois de testes adicionais em situação real. Com base no conhecimento actual, parece que os sistemas de corrente da maré e os sistemas de energia de onda de litoral podem, nos próximos anos, tornar-se competitivos em nichos de mercado, como no caso da energia remota ou das aplicações de uso dual.

Para um uso mais amplo, os desafios de engenharia associados à construção, funcionamento e manutenção de sistemas de energia em ambientes marítimos terão de ser debatidos. Os problemas que se prevêem são, por exemplo, a corrosão e as questões relacionadas com entupimento, limitações de acesso, bem como o potencial das tempestades.

Para sistemas instalados em ambientes de águas profundas, as falhas de tecnologia significativas devem ser superadas através da procura de localizações mais adequadas para a instalação dos aparelhos, colocação da cablagem debaixo de água, ligação de grelhas, e armazenamento de energia” ⁽¹⁾.

A instalação de centrais idênticas às do Cachorro e da Aguçadoura, explorando as potencialidades de conversão de energia da maré e das ondas existentes na nossa região seria benéfica para a sua população. Podemos constatá-lo na capacidade da central da Aguçadoura (energia das ondas) em abastecer cerca de 250 mil habitantes ⁽⁸⁾.

Conclusão

Os recursos de energia oceânica estão largamente disponíveis, criando-se potencial para que as tecnologias marítimas contribuam para a carteira de valores de provisão de eletricidade do estado, a nível nacional e global. Contudo, existem constrangimentos na procura de localizações para instalação destes dispositivos. Muitos locais com recursos excelentes estão em posições altamente visíveis ou largamente usadas para objetivos comerciais ou recreativos. As regiões de alta energia em alto mar, e noutras localizações com potencial energético, estão distantes das zonas de receção de energia, como os centros portuários e urbanos.

Algumas tecnologias de energia oceânica oferecem preços bastante favoráveis e outras vantagens que lhe conferem um alto potencial de confiança. Fornecem energia continuamente, e não intermitentemente como a geração solar e eólica. Exemplos disto incluem centrais de conversão de energias da maré e das ondas, no litoral e alto mar, bem como instalações de corrente de maré em áreas onde as unidades estão sempre submersas.

O desenvolvimento de recursos de energia oceânica reduzirá a dependência de combustíveis – incluindo petróleo, carvão, e gás natural – que têm de ser importados para Portugal. Também reduzirá a dependência de Portugal no que se refere a fontes de combustível estrangeiras. A energia oceânica também não está sujeita aos aumentos de preço de combustível, posicionando-se, em potência, como uma barreira contra a volatilidade de preços.

A atitude pública em relação a tecnologias de energia oceânica são desconhecidas, mas a energia limpa é geralmente vista de forma positiva, devido, sobretudo, aos benefícios ambientais que comporta. Os projetos de manifestação bem sucedidos e as práticas de localização cuidadosas ajudarão a assegurar a aceitação pública destas opções emergentes de energia verde.

A região de Aveiro e toda a sua população só têm a ganhar com a exploração das novas energias.

Síntese descritiva do trabalho:

Os alunos do ATL do Centro Social Paroquial Vera Cruz, sob orientação do seu professor, elaboraram um plano de trabalho para a elaboração deste artigo, que se tornou bastante grande, para lá do que era permitido pelo regulamento. No entanto, devido ao empenho dos alunos e à quantidade de informação processada e merecida para este assunto, tornou-se impossível cortar qualquer informação.

O plano inicial apontava para várias visitas de estudo a diversos locais da região da Aveiro, situados sobretudo nos concelhos de Ílhavo e Aveiro. Foi pensada uma visita ao Centro de estudos do ambiente e do mar da Universidade de Aveiro, que acabou por não se realizar.

Depois de recolhida diversa informação, sobretudo online, os alunos visitaram alguns dos locais previstos, tendo sido uma forma de se aperceberem no terreno acerca das potencialidades da exploração das energias em estudo quando aplicadas à sua região.

 

Trabalho realizado pelos alunos do Centro Social e Paroquial da Vera Cruz, IPSS (AVEIRO)
Professor responsável – Carlos Duarte
Alunos envolvidos – sala de estudo do 2º e 3º ciclo: Alexandra Dias, Ana Sofia Santos, Matilde Pinto, Mariana Marques, Jordi Gimeno, Margarida Ruas, João Rafael Reis, Rafael Pinho, Diana Simões, João Manuel Romão, Martim Rocha, Marta Simas, Eddie Lumona, João André Silva

 

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(1), in http://www.energiasealternativas.com; (2) in http://despolemico.blogspot.pt/2010_09_01_archive.html; (3) in
http://www.ecoreporter.abae.pt/index.php?p=info; (4) in http://minadeciencia.blogspot.pt/2010/10/horns-rev-um-parque-eolico-no-mar.html; (5) in
http://noticias.universia.pt/ciencia-tecnologia/noticia/2008/06/25/208807/ua-estuda-do-potencial-energetico-das-mares-na-barra-do-porto-aveiro.html; (6)
in http://www.ecoreporter.abae.pt/index.php?p=info; (7)in www.pico-owc.net; (8) http://www.jn.pt/paginainicial/interior.aspx?content_id=551864