A Energia Maremotriz é a conversão de energia criada pelo movimento da ondulação em energia eléctrica podendo ser obtida com um gerador maremotriz através de dois processos:
•Através de energia cinética causada pelo movimento das marés •Através de energia potencial utilizando a diferença de altura entre a maré baixa e a maré alta As marés estão relacionadas com a posição da Lua, do Sol e o movimento de rotação do planeta Terra. Estas oscilações são também uma fonte energética que pode ser aproveitada em conjunto com a temperatura dos oceanos, ondas e marés para gerar energia eléctrica Uma central maremotriz é composta por um reservatório (Hidroflot) que permite a entrada e saída de água. Quando a água entra nesse reservatório passa através de uma turbina produzindo movimento que é convertido em energia eléctrica, o mesmo acontece quando a água sai desse reservatório.
Contudo apesar da energia Maremotriz ser não poluidora, renovável e existir em bastante abundância existe algumas desvantagens a ter em consideração:
•As marés e ondas não são consistentes •O rendimento obtido actualmente é baixo •É muito dispendiosa •Necessita de grande quantidade de água para ser sustentável
DESCRIÇÃO DA PARTE PRÁTICA
LOCAL DE TRABALHO Casa da Verônica e CEFET-MG
MONTAGEM - PRIMEIRA PARTE: Montar a Represa no Geral
1º Passo: Cortar o cano e a parte superior dos galões de água com a serra. 2º Passo: Furar os galões de água, para que o cano seja encaixado, com a solda de ferro. Furar outro furo em um dos galões para mostrar que o mar é “infinito” em relação a represa. 3º Passo: Furar o cano com a solda de ferro. 4º Passo: Encaixar o cano nos galões de água e vedar com o silicone. 5º Passo: Fazer um pequeno furo na madeira e no galão, e encaixar o parafuso e a porca; para que seja construído a barreira que tampará a passagem da água em momentos errados. - SEGUNDA PARTE: Montar o Gerador 1º Passo: Furar com tesoura a caixinha de filme fotográfico. 2º Passo: Corta e encaixar tiras de plástico duro na caixinha. Fortalecê-las com Durex. 3º Passo: Colar a caixinha no cooler. 4º Passo: Quebrar as pás do cooler e retirar a parte de metal dele. 5º Passo: Ligar os fios no multímetro. - TERCEIRA PARTE: Unir o Conjunto e Colocar em Funcionamento 1º Passo: Unir a Represa Geral e o Gerador. 2º Passo: Encher de água um dos galões. 3º Passo: Abrir a barreira feita de madeira. Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 13h22 [ (1) Apenas 1 comentário ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
DESENHOS DA MONTAGEM
FIGURA 1: Montagem Geral de um Processo de Geração de Energia através das marés
Figura 2: Montagem da Geração de Energia através da Turbina
Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 12h35 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
COLABORAÇÕES E DOAÇÕES
COLABORAÇÕES: • • • •
Água - Colaboração do CEFET Serra - Colaboração do Thiago Leão Ferro de solda - Colaboração do Thiago Leão Multímetro - Colaboração do Irmão do Hallace
Estilete - Colaboração do Hallace Durex - Colaboração da Verônica Tesoura - Colaboração da Verônica
• • •
DOAÇÕES: • • • • • •
1 Galão de água de 20 litros - Doado pela mãe da Aline Cano de PVC - Doado pelo grupo "Aquecedor Solar feito de Garrafa PET" 1 Placa de madeira (6cmx6cm) - Doado pelo pai da Verônica 1 Caixinha de filme de máquina fotográfica - Doado pelo pai da Verônica 1 Pedaço de plástico de capa de apostila - Doado pela Verônica 1 Parafuso e 1 rosca - Doado pelo pai da Verônica
Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 11h17 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
MATERIAIS UTILIZADOS NA PARTE PRÁTICA E RELAÇÃO DE CUSTOS
MATERIAIS UTILIZADOS: • • • • • • • • • • • • • • •
2 Galões de água de 20 litros 1 Cano de PVC de 2 cm de diâmetro (10cm) 1 Placa de madeira (6cmx6cm) 1 Cooler de computador 1 Caixinha de filme de máquina fotográfica 1 Pedaço de plástico de capa de apostila 1 Parafuso e 1 rosca Silicone (2 bisnagas de 50 gramas) 20 litros de água Tesoura Serra Ferro de solda Multímetro Estilete Durex
GASTOS: • • •
Galão de água de 20 litros - R$17,00 Cooler de computador - R$4,00 Silicone (2 bisnagas de 50 gramas) - R$6,00 cada TOTAL GASTO: R$33,00
Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 10h39 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
PESQUISA TEORICA SOBRE A PARTE PRÁTICA - USINA MAREMOTRIZ
CONCEITOS Como dito anteriormente, a ENERGIA MAREMOTRIZ é o modo de geração de eletricidade através da utilização da energia contida no movimento de massas de água devido às marés. Mais especificamente, essa energia é causada pela diferença de altura entre as marés alta e baixa. Para transformar a energia das marés em energia elétrica, são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique, como em qualquer outra barragem (Figura 1 e Figura 2).
Figura 1: Geração de energia através das marés.
Figura 2: Esquema da Usina Movida por Marés
No caso mostrado na figura acima, a turbina utilizada é do tipo bulbo. A turbina bulbo pode ser utilizada tanto para pequenos quanto para grandes aproveitamentos. Ela caracteriza por ter o gerador montado na mesma linha da turbina em posição quase horizontal e envolto por um
casulo que o protege do fluxo normal da água (Figura 3).
A turbina tipo bulbo é empregada na maioria das vezes para aproveitamentos de baixa queda e quase sempre a fio de água. Em compensação, o custo do equipamento electromecânico, turbina e gerador, é maior que os das turbinas convencionais, pela tecnologia e processos de fabricação aplicáveis em termos de ajustes e vedações.
Figura 3: Desenho de uma turbina tipo Bulbo
MONTAGEM O tipo de geração de energia mostrada no início do texto é o que iremos representar em nosso experimento. A única diferença na montagem será que ao invés de utilizarmos a turbina tipo bulbo, iremos utilizar a Turbina do tipo Pelton (Figura 4), já que a do tipo bulbo seria necessário um grande conhecimento tecnológico e o custo seria grande.
Figura 4: Turbina Pelton Dessa forma, criamos uma nova forma de gerar energia através das marés, com a utilização da Turbina do tipo Pelton, que é mais barata e requer menos aplicação de tecnologia avançada (Figura 5 e 6).
Figura 5 e 6: Idéia Geral da Parte Prática
Sites: http://www.gforum.tv/board/570127-post10.html http://www.gforum.tv/board/568931-post4.html http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/energia-das-mares/ Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 10h08 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
31/03/2009 MAIS SOBRE O ASSUNTO
PROJETO DA USINA MAREMOTRIZ DO BACANGA: CONCEPCÃO E PERSPECTIVAS Resumo. Dentre as iniciativas de aplicação de fontes de energias alternativas no Estado do Maranhão, houve um prolongado uso do vento e da força hidráulica dos rios e das marés durante o período que corresponde aos séculos XVIII e XIX, e que tiveram importante influência no processo econômico da época. Já no século XX (1970), houve estudos de viabilidade energética das marés como fonte geradora de eletricidade. Um destes projetos está relacionado com a obra da Barragem do Bacanga, que devido a uma seqüência de fatos teve apenas a concepção parcial da obra (vertedouro e reservatório). Neste trabalho apresenta-se uma revisão dos estudos de geração talassométrica da Barragem do Bacanga, considerando o contexto histórico político e econômico, partindo da revisão técnica do mesmo, para posteriormente citar os fatos que conduziram ao estado atual. É realizada uma análise das possibilidades atuais de reaproveitamento de potencial remanescente bem como das instalações existentes.
Barragem do Bacanga As obras de construção da Barragem do Bacanga, atual ligação entre São Luís e o Porto do Itaqui pela BR-315, Fig. (4), foram iniciadas e concluídas entre as décadas de 60 e 70 (século XX). Todavia, os fundamentos que justificaram a construção da barragem, não tem sido adequadamente documentados, o que gerou uma série de especulações sobre a real concepção da obra: (Centrais Elétricas Brasileiras, 1980): Geração de energia elétrica; Reduzir a distância ao Porto de 36Km para apenas 9km, o que era bastante significativo para o crescimento do Porto do Itaqui; ou Formação do lago artificial para auxiliar no processo de urbanização e de saneamento da cidade.
Figura 1. Barragem do Bacanga As indagações feitas pelo NEA levam a inferir que a razão primária a qual a obra estaria designada, seria realmente a necessidade de reduzir a distância usando a alternativa mais barata, que foi o aterro com vertedouro de concreto. O cenário físico constituído induziu as autoridades da época a iniciar os estudos de exploração da energia produzida pela diferença das marés. Outro aspecto que influenciou esta motivação foram os projetos de La Rance (França) e Annapolis (Canadá). O projeto executivo foi elaborado no período de novembro de 1966 a junho de 1967 atendendo a solicitações de se prever uma eclusa junto ao vertedor, bem como do alargamento do coroamento da obra que era inicialmente de 10m para 20m; feitas pelo Departamento Nacional de Portos e Vias Navegáveis (Portobrás), e o DER-MA. A introdução de uma eclusa tinha o objetivo de manter o trecho mar/reservatório navegável, porém esta obra não foi realizada. As obras de construção da barragem somente foram iniciadas em 1968 e finalizadas em 1973, havendo várias paralizações ao longo destes anos. No mesmo período (1968), foi sugerido ao governo do Estado a implantação da usina maré-motriz anexa à barragem e que justificaria as dimensões do vertedouro ali existente. Quanto a elaboração da barragem em 68, o projeto compreendeu as seguintes estruturas principais, e foi idealizada para funcionar da seguinte forma: A barragem foi construída parcialmente com aterro hidraúlico até a cota +6,0m, complementado com solo lançado até a cota +8,4m; \item Em uma das extremidades, um vertedouro de concreto, de 42,5m de largura, com três vãos de 12,5m munidos de comportas-setor (6,0 x 12,5 m), permitindo um escoamento dirigido e controlado, sendo acionados por um mecanismo de levantamento elétrico, simultanemante, e de preferência quando o nível do reservatório alcançasse a cota máxima; O aterro possibilitaria acumulação de água até 6,5m (admitida como cota máxima de preamar) e o vertedouro o enchimento e o esvaziamento do lago artificial criado; sobre o vertedouro uma ponte de concreto armado capaz de asseguraria a continuidade da travessia.
Projeto Conceitual para geração Maré-motriz No período de julho de 1977 a novembro de 1978 a Eletrobrás mobilizou algumas empresas a estudarem aspectos distintos sobre o aproveitamento hidroenergético do estuário, porém
somente após a viagem de técnicos brasileiros à Europa e ao Canadá em setembro de 1980, é que se elaborou o projeto conceitual para geração maré-motriz. Com vista nas visitas feitas a usinas em operação, em implantação e em fábricas de equipamentos, ficou decidido em acordo entre a Sondotécnica (Empresa consultora contratada) e a Eletrobrás a utilização de duas alternativas: 1. grupo turbogerador bulbo; 2. grupo com gerador periférico. A inclusão do segundo item se deveu a alguns fatos constatados na viagem, como por exemplo, a usina de Annapolis Royal - Baía de Fundy/Canadá apresentar características similares as do Bacanga e utilizar geradores periféricos. Outra situação é devido ao custo inferior aos bulbos, maior potência e conseqüentemente maior geração de energia. A usina seria implantada à margem esquerda do estuário por razões geotecnológicas e construtivas, pois teria que ser construída a "seco", com o mínimo de interferência ao tráfego local, além de utilizar geradores da mesma potência, com a subestação elevadora e transformadores localizados no piso superior. O anteprojeto definia para a alternativa 1, o uso de 6 turbogeradores bulbo de 4500 kW funcionando em simples (geração de 56300 MWh/ano); e para alternativa 2, três grupos periféricos de 11340 kW em simples efeito (geração de 59600 MWh/ano), por apresentar custo inferior ao duplo efeito e contar com a possibilidade da fabricação Nacional. Continua... Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 11h57 [ (2) Vários Comentários ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
Estudos do aproveitamento hidroenergético Tendo em vista a grande importância de pesquisa sobre geração maré-motriz, a Eletrobrás deu início à primeira fase de estudos do aproveitamento hidroenergético do estuário (19771978), considerando que a região da baía de São Marcos apresenta ocorrências de marés de grande amplitudes (5 a 6,5 m), além de poder ser aproveitada as estruturas já existentes da Barragem (Centrais Elétricas Brasileiras, 1980). Os estudos iniciais para a viabilização da usina abrangiam inicialmente o levantamento de dados tipo-hidrográfico, sedimentalógicos e hidrodinâmicos (correntes, marés, salinidade, ondas, etc), necessários para se fazer uma avaliação preliminar da potência e da energia disponível. O objetivo principal do desenvolvimento do estudo era o do aproveitamento da barragem existente no estuário do Bacanga, para instalar uma usina de maré-motriz e conseqüentemente familiarizar engenheiros e técnicos brasileiros com a utilização da energia das marés em águas equatoriais, além de proporcionar à industria nacional, experiência na fabricação de equipamentos para usinas de maré-motriz.
Situações não Previstas Depois de elaborado o projeto conceitual e partindo para a realização do cenário físico, esbarrou-se em diversos acontecimentos que ocorreram durante os anos de 1973 a 1980 e que modificaram as configurações ideais de operação da Barragem. Dentre estes acontecimentos, cita-se: Com a inauguração da Avenida Médice em 1973, que margeava o reservatório, obrigou-se a manter o nível da barragem em uma cota de +2,5m para que os bairros não fossem inundados,
o que favoreceu também a ocupação das áreas anteriormente alagadas na preamar; A falta de manutenção dos equipamentos e uso descontrolado das comporta proporcionou um acidente envolvendo a comporta de vão central em 1976, ocasionando a entrada e saída de água de forma irregular no reservatório; Em 1980, ainda em decorrência do acidente na comporta, as cotas da barragem fixaram-se entre três a quatro metros, causando alagamentos eventuais nas áreas ocupadas.
A implantação da usina teria que ser feita na cota próxima da alcançada pela maré máxima (6.5 m), de modo a obter uma boa relação entre a potência instalada, energia gerada e custos associados. Contudo, o pavimento da Avenida Médici apresenta em alguns trechos cota inferior a 6.0 m, o mesmo acontece nos bairros marginais (Areinha, Coroado e Coroadinho), tornandose necessária a execução de obras de proteção para que a Avenida e os bairros não fiquem submersos.
Avaliação atual Os estudos realizados pela Sondotécnica levando em conta este novo cenário indicaram que se for mantida a situação do nível de água máximo do reservatório, que fica entre 3,5m e 4,5m, a energia gerada seria pouco significativa. Porém, se este nível correspondesse aos níveis máximos de marés (6,5m), haveria um aumento substancial na energia produzida e na potência a ser instalada. Para permitir esta elevação, seria necessário a construção de endicamentos e sistema de drenagem conexos, para proteger a avenida Médici e os bairros adjacentes. A exploração comercial neste novo cenário tornou-se inviável. Contudo, redirecionando o projeto para uma usina piloto, essas obras podem ser dispensadas, operando o reservatório dentro dos limites que não comprometam a segurança dos bairros, porém reduzindo a produção anual de energia (Centrais Elétricas Brasileiras, 1981). Pela curva de freqüência de níveis de água máximos do reservatório, e tendo em vista a ocupação dos bairros marginais, admitiu-se dispensar as obras de proteção e trabalhar no limite máximo de operação em cota +4,50m, devido principalmente ter sido observado, que em 80\% das marés, os níveis máximos do reservatório estão abaixo desse limite. Mesmo assim, o limite de 4,50m poderia ser ampliado sem prejuízo para os bairros marginais, desde que fossem projetadas pequenas adaptações nas galerias de drenagem existentes na região e que deságuam no reservatório. Tais adaptações consistem, especificamente, de colocação de comportas tipo “flap”' nessas galerias. Continua... Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 11h53 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
Discussão e problemas técnicos A idéia original de aproveitamento da barragem do Bacanga para a implantação de uma usina de maré-motriz era se utilizar à estrutura hidráulica da comporta para implantação de um gerador em pelo menos um dos vãos. No entanto, a análise mais detalhada do projeto da Barragem mostrava que este aproveitamento não era aconselhável, tendo em vista uma série de motivos que podem ser classificados em técnicos e físicos: A) Problemas técnicos: A utilização do vão central das comportas existentes para a instalação de um gerador apenas conduzirá a uma potência máxima instalada pouco superior a 5MW; Um gerador com capacidade de 7MW por ex., possui um diâmetro aproximado de 5,0m, o que implica em uma cota de fundação da ordem de -8,00m. As escavações necessárias para atingir esta cota comprometeriam a estabilidade do restante da obra;
O arranjo da entrada e saída do gerador tipo bulbo, como também pontes rolantes e acessórios necessários para a usina, são incompatíveis com o atual esquema da obra do vertedor; A instalação de um gerador bulbo provocaria trepidações inerentes a esse tipo de obra, causando solicitações para as quais as fundações da obra existente não foram dimensionadas; O aproveitamento da estrutura atual do vertedor irá condicionar o aproveitamento do estuário às dimensões existentes, sem possibilidade de expansão futura e por conseqüência sem o aproveitamento total do seu potencial energético; No caso de instalação de grupos geradores em dois vãos, utilizando apenas um para enchimento, não parece viável já que conduz a um nível máximo de operação de 4,00m. Para aumentar o armazenamento, pode-se conjugar durante a fase de enchimento do reservatório, a utilização dos geradores para bombeamento de água, porém provocando maior consumo de energia.
B) Problemas Físicos: Ocupação urbana que ocorreu devido ao nível de água do reservatório, ser mantido na cota +2,50m, o que facilitou a ocupação das áreas baixas, anteriormente submersas pela preamar. A ocupação teve maior impulso em 1973, quando foi construída a avenida Presidente Médici, marginal ao lado direito do reservatório, prolongando-se ao longo do rio das Bicas; No processo de ocupação, desenvolveram-se os bairros do Coroado e Coroadinho, situados em terrenos mais baixos que a avenida, e que em janeiro de 1980 já comportava uma população superior a 20 mil habitantes.
Mostra-se na Fig. (2) a situação atual do vertedouro da Barragem do Bacanga.
Figura 2. Vista frontal do vertedouro e comportas da Barragem do Bacanga.
Conclusões e Comentários Finais A concepção inicial do que seria a usina maré-motriz do Bacanga, sustentada pelo estudo de viabilidade técnico e econômico encomendado pela Eletrobrás na década dos 70-80 (Centrais Elétricas Brasileiras, 1980), mostrava-se realizável e extremamente visionária. A capacidade energética inicialmente avaliada sustentava sua viabilidade econômica, além de disponibilizar geração praticamente dentro do rádio urbano, podendo ser classificada usando conceitos modernos como um sistema de geração distribuída. Infelizmente, fatos que podem ser atribuídos à falta de coordenação, gerenciamento e planejamento, tornaram a área do Bacanga inviável para a exploração energética em termos econômicos. Paradoxalmente, nos horários de marés altas, as comportas da barragem assumiram o papel de evitar a inundação das áreas invadidas, que concentram vários bairros populares. No entanto, atualmente existe sinais de interesse de parte da Universidade Federal do Maranhão, Governo Estadual e Eletronorte em se criar uma usina maré-motriz piloto para fins
de pesquisa sem interesse de exploração econômica. Desta forma se desenvolveria um conhecimento prático relacionado com este tipo de geração de energia de modo a reverter este conhecimento na preparação de projetos para outras regiões que apresentem potenciais ainda mais significativos do que a região maranhense.
FONTE: http://www.seeds.usp.br/pir/arquivos/congressos/CLAGTEE2003/Papers/RNCSEP %20B-115.pdf Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 11h50 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
19/03/2009 MAIS SOBRE O ASSUNTO
ENERGIA DAS ONDAS EM PORTUGAL O primeiro projeto de produção de energia que aproveita o movimento das ondas do mar do mundo entrou em operação na terça-feira (23/9/2008), com 2,25 MW. Localizada em Aguçadoura, Portugal, a central é administrada pelo grupo formado por EDP, Efacec e Babcock&Brown. As empresas possuem 77% da joint-venture, e o restante pertence à Pelamis Wave Power Limited, responsável pela tecnologia. O investimento da primeira fase é de € 9 milhões. Inicialmente, o parque gera energia com 3 conversores, sumi-submersos, compostos por estruturas cilíndricas ligadas por dobradiças. As máquinas Pelamis, nome latino que designa as serpentes marítimas, desenhados por uma empresa escocesa que é líder mundial neste novo tipo de energia renovável, são compostas de vários cilindros vermelhos, cada um deles do tamanho de um pequeno comboio regional, conectados entre si, e que apontam na direcção das ondas.
A nova tecnologia baseia-se na introdução da energia criada pelas ondas nos tubos, fazendo com que estes subam e desçam no leito do mar. A energia assim armazenada é depois ligada a um sistema hidráulico que a produz. Na segunda etapa, mais 25 máquinas serão instaladas para aumentar a capacidade em até 21 MW. Os geradores estão a 4,8 km da costa de Portugal. Assim que as duas fases forem concluídas, a expectativa é atender à demanda média anual de energia elétrica de cerca de 15 mil famílias.
O parque é o primeiro desse tipo de energia a ser implementado de Ondas em Portugal. O objetivo das companhias é promover projetos de produção de eletricidade e criação e desenvolvimento de equipamentos e fábricas.
Fontes: http://dn.sapo.pt/inicio/interior.aspx?content_id=986149 http://alteradoesequelado.blogspot.com/2008/11/energia-das-ondas-em-portugal.html
Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 10h48 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
MAIS SOBRE O ASSUNTO
MARÉS Marlene Dandolini Aluna do Curso de Geografia - UFSC (05/2000) Há milhares de anos os homens sabem que a Lua tem alguma relação com as marés. Antes do ano 100 a.C., o naturalista romano Plínio escreveu sobre a influência da Lua nas marés. Mas as leis físicas desse fenômeno não foram estudadas até que o cientista inglês Isaac Newton descobriu a lei da gravitação no século XVII. As marés são movimentos de fluxo e refluxo das águas dos mares provocados pela atração que a Lua e secundariamente o Sol exercem sobre os oceanos. Num campo gravitacional terrestre ideal, ou seja, sem interferências, as águas à superfície da Terra sofreriam uma aceleração idêntica na direção do centro de massa terrestre, encontrando-se assim numa situação isopotencial (situação A na imagem). Mas devido à existência de corpos com campos gravitacionais significativos a interferirem com o da Terra (Lua e Sol), estes provocam acelerações que atuam na massa terrestre com intensidades diferentes. Como os campos gravitacionais atuam com uma intensidade inversamente proporcional ao quadrado da distância, as acelerações sentidas nos diversos pontos da Terra não são as mesmas. Assim, situação B e C na imagem, a aceleração provocada pela Lua têm intensidades significativamente diferentes entre os pontos mais próximos e mais afastados da Lua.
Desta forma as massas oceânicas que estão mais próximas da Lua sofrem uma aceleração de intensidade significativamente superior às massas oceânicas mais afastadas da Lua. É este diferencial que provoca as alterações da altura das massas de água à superfície da Terra. Uma maré é bem semelhante a outra. Do seu nível mais baixo, a água sobe gradualmente por cerca de 6 horas até atingir a maré alta ou preamar. Daí então principia a baixar, continuando por cerca de 6 horas até alcançar a maré baixa ou baixa-mar. O ciclo então começa novamente. A diferença entre a maré alta e a baixa é chamada amplitude da maré. Enquanto a água sobe e desce, move-se em direção da costa e se afasta dela, alternadamente. Esse movimento da água é chamado fluxo da maré. Quando a água se move em direção à costa, é o fluxo enchente. Quando se desloca para alto-mar, é o fluxo vazante. A amplitude da maré difere dia após dia conforme a posição do Sol e da Lua. Quando ambos se colocam numa mesma linha em relação à Terra, como acontece na Lua Cheia e Nova, a
maré fica mais alta do que o normal e é chamada de maré de Sizígia, ou maré de águas-vivas. Quando o Sol e a Lua formam com a Terra um ângulo reto, como quando a Lua está em quarto-crescente ou quarto-minguante, a maré é mais baixa que o normal, sendo chamada maré de Quadratura, ou maré de Águas-Mortas. A própria formação da costa marítima produz também uma grande diferença na amplitude da maré. Nos estuários e baías com o formato de funil, a amplitude pode ser muito alta. A forma, tamanho e profundidade dos mares e oceanos provocam diferenças no modo de agir da maré.
Fontes: http://www.cfh.ufsc.br/~planetar/textos/mares.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/Mar%C3%A9 TURBINAS HIDRÁULICAS O potencial de energia das marés e das ondas aguarda por avanços técnicos e tecnológicos que permitam uma maior aplicação. As turbinas hidráulicas são projetadas para transformar a energia mecânica (a energia de pressão e a energia cinética) de um fluxo de água, em potência de eixo. Atualmente são mais encontradas em usinas hidrelétricas, onde são acopladas a um gerador elétrico, o qual é conectado à rede de energia. Fonte:http://cef-informatica.axspace.com/2portfolio/02e-portfolio/port_indiv/03Daniel/mares.pps Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 10h26 [ (1) Apenas 1 comentário ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
17/03/2009 FOTO DO GRUPO
Da esquerda para a direita: Verônica, Hallace, Aline e Maiani.
Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 09h58 [ (1) Apenas 1 comentário ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
15/03/2009 CURIOSIDADES •
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As marés, que resultam da força gravitacional da Lua e do Sol, bem como do movimento de rotação da Terra, acumulam grandes quantidades de energia. Esta energia é obtida através de barragens construídas em áreas costeiras 'afetadas' por marés. Esta barragem, bloqueia e controla o movimento das marés, que vão accionar turbinas especiais, que retêm a água que entra na maré alta, libertando-a na maré baixa. A maior destas barragens encontra-se no norte de França (Bretanha), e produz cerca de 240 megawatt Existem usinas maremotrizes em construção ou sendo planejadas no Canadá, México,
Reino Unido, Estados Unidos, Argentina, Austrália, Índia, Coréia e na Rússia. •
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Atualmente a energia maremotriz é utilizada principalmente no Japão, na Inglaterra e no Havaí, além da França - onde foi construída a primeira usina maremotriz do mundo, em La Rance, em 1966.
Custos do Sistema de Maré: O custo de construção e manutenção de uma usina de marés varia, dependendo das características biológicas, geográficas e geológicas do local. Por exemplo, a construção de um sistema como a de Severn na Inglaterra, ficaria em torno de US$ 15 bilhões. Outros exemplos, são: - US$ 125 mil em Derby (Austrália), 48 MW; - US$ 2,79 milhões em Dalupiri (Filipinas), 2200 MW; - US$ 8 milhões em Servern (Bread Down), 8640 MW. Os custos de uma maré-motriz varia de lugar para lugar devido ao valor da obra e disponibilidade de Material. Também, a extensão do projeto, favorece um valor mínimo por kWh produzido. Assim, os grandes projetos são mais econômicos do que os pequenos. Para uma usina de 100 MW, o capital investido é estimado em 1200 a 1500 US$ por kWh produzido a um custo de operação mínimo de 0,005 US$ por kWh.
Fonte:http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-energia-das-mares/
Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 12h04 [ (1) Apenas 1 comentário ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Prós: • • • • • •
Baixo custo ambiental ao planeta. Sustentabilidade do consumo de energia. Método limpo de geração de eletricidade. Energia que pode ser convertida em eletricidade sem passar pelo ciclo de Carnot. Fonte de energia renovável. Gigantescas massas de água que cobrem dois terços do planeta constituem o maior coletor de energia.
Contras:
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São necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés. Fornecimento não é contínuo. Baixa eficiência, por volta de 20%. Preço da tecnologia para exploração comercial alto atualmente. Topografia do litoral, em uma parte do Brasil, não favorece a construção econômica de reservatórios.
Fonte:http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/energia-das-mares/energia-dasmares.php Escrito por Aline.Hallace.Maiani.Verônica às 11h59 [ (0) Comente ] [ envie esta mensagem ] [ link ]
Energia das marés na França gera 4% da energia na Bretanha (8/8)
A usina maremotriz de La Rance utiliza a diferença entre a maré baixa e a maré alta em um estuário na costa atlântica da França. Turbinas bidirecionais especiais geram um máximo de 240 megawatts, que equivale a 4% de toda a energia consumida na província francesa da Bretanha.
ENERGIA MAREMOTRIZ
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Energia Maremotriz Em busca de outras alternativas de produção de energia elétrica, estudaremos o aproveitamento das variações das marés em lugares onde onde a diferença entre as marés alta e baixa é grande. Podemos citar como exemplo, e que servirá de base para o nosso estudo, a Baía de Fundy, nos Estados Unidos da América do Norte. A variação média nessa baía situa-se em 12 metros, podendo chegar a 17 metros entre as marés extremas. Na citada Baía de Fundy (entre New Brunswitch e Nova Escócia), freqüentemente o nível da maré se
eleva à razão de 3,1 cm por minuto. Por séculos as marés tem regido a vida do povo que habitava e habita ao longo da costa de Fundy e muitos colonos, já em 1609 construíram moinhos movidos a força das marés. Neste século, o sonho é o aproveitamento das marés para gerar energia elétrica. As usinas que aproveitam as variações de nível entre as marés alta e baixa são chamadas de usinas maremotrizes. Para se aproveitar energia das marés constroi-se uma barragem num local mais conveniente, onde seu comprimento seja o menor possível instalando comportas e turbinas apropriadas. Quando a maré esta subindo abrem-se as comportas e a água é represada com o fechamento das mesmas quando a maré estiver num ponto mais alto. Após o recuo da maré até um determinado nível, solta-se a água represada através das turbinas, gerando energia elétrica. Calcula-se que o fluxo total das marés através da Baía de Fundy pode teoricamente gerar 400 milhões de kWh os quais seriam equivalentes à produção de 250 grandes usinas nucleares. Utilizando-se somente uma pequena parte do seu potencial, poderá produzir energia suficiente para ajudar significativamente no atendimento da demanda do leste dos EUA. O governo da Nova Escócia, do Canada, já construiu uma usina de teste, no interior da Baía de Annapolis Royal, que tem a capacidade geradora de 20000 kWh. Na Baía de Fundy, estão sendo examinados três locais para a construção de uma barragem comercialmente viável. No maior desses projetos propostos em Minas Basin, poderão passar através de suas turbinas 55.000 metros cúbicos de água por segundo, ou cerca de 7 vezes o fluxo do rio São Lourenço em Montreal. Ela será capaz de gerar em torno de 5.000 megawatts de energia. Estes projetos somente serão competitivos economicamente quando os preços do petróleo atingirem níveis elevados. Eles poderão se tornar uma opção atrativa num futuro próximo porque, ao contrário da energia das usinas maremotrizes é limpa, segura e renovável. A construção das barragens das usinas maremotrizes ocasionarão alterações nos níveis das marés, correntes de marés, e no ecossistema dos locais próximos ou mesmo distantes da barragem. Para estudarmos esses fenômenos e também as potencialidades energéticas das usinas maremotrizes a serem implantadas, lançaremos mão de modelos matemáticos computacionais que facilitarão a obtenção de dados com boa precisão e rapidez.
OSCILAÇÃO DAS MARÉS
A explicação científica para as altas marés na Baía de Fundy tem sido objeto de muita especulação, por décadas. As forças gravitacionais do Sol, Terra e lua, geram as ondas no fundo do mar, as quais são por seu turno, a força motora primária para as ondas nas águas mais rasas da plataforma continental. Mas na plataforma continental, fatores locais próprios, como a forma da linha da costa, a profundade da água e a largura da plataforma, afetam as marés talvez mais do que as forças astronômicas. Pensa-se que a maré excepcionalmente alta na Baía de Fundy é devida a peculiaridades físicas do local, as quais dão origem a um fenômeno chamado de ressonância. A ressonância pode ocorrer em qualquer sistema no qual há uma freqüência de oscilação natural. Quando o sistema é movido por uma força externa na mesma freqüência que a sua freqüência natural, há um súbito e drástico aumento na amplitude das oscilações. Uma analogia com a Baía de Fundy, seria a oscilação da água numa banheira. Se numa banheira comum, com água até uma profundidade de 20 cm, temos uma onda que vem de um lado para o outro em cerca de uma vez a cada 2 segundos e se alguém ajudar a onda dando um empurrão toda vez que ela vai, a onda pode rapidamente aumentar de tamanho ameaçando transbordar pelo lados da banheira. Podemos pensar que empurrando mais rapidamente teremos um efeito maior ainda, mas isso causará somente leves borrifos, porque o empurrão interferirá com o movimento natural da onda (a medida do tempo que ela leva pra completar uma oscilação completa), é determinado pela profundidade da água e a largura da banheira. Por mais de 50 anos pensava-se que a profundidade e extensão da Baía de Fundy era tal que a onda de água profunda poderia adentrar a baía e ser refletida de volta com um período muito próximo do período da maré lunar. O primeiro modulo de ressonância foi estimado entre 10,5 e 12 horas. Atualmente, baseado no primeiro modelo de maré, o período de ressonância da baía foi calculado em cerca de 9 horas. Esse valor é próximo o suficiente para um algum aumento na maré, mas não o suficiente para se Ter a ressonância verdadeira. A tese da ressonância é no
entanto aceitável, se o modelo considerar não somente a Baía de Fundy, mas também o Golfo de Maine. A baía e o golfo combinados formam um sistema de marés com um período de ressonância próximo de 13,3 horas. A tese da ressonância prevê que o tamanho da baía mudaria com a construção de uma barragem de usina maremotriz na sua base superior. O período de ressonância da baía poderia mudar; como a ressonância da baía esta próxima do ciclo da maré, mesmo pequenas mudanças em seu tamanho poderiam causar significativas mudanças na amplitude das marés. Oscilação das marés Maré de mar profundo - é ampliada pela interação da ressonância com a forma apropriada da baía. A maré entra na baía em t=0. Em t=2/8 encontra a parte superior da baía e é refletida para trás. As ondas que chegam e voltam se combinam para produzir o nível de água observado. Em t=4/8 as ondas se reforçam para dar o pico na amplitude da maré. Ao fim de um ciclo (t=8/8), esta combinação resulta numa maré mais baixa; na borda da plataforma continental, a crista da onda de retorno encontra-se com a próxima onda que chega. Na realidade, o fundo do mar é 10 vezes mais profundo que a água da plataforma continental. Quando a onda refletida deixa a baía, sua amplitude cai para um valor inversamente proporcional a mudança de profundidade da água (a amplitude não aumenta quando a maré entra na baía porque alguma quantidade de água foi devolvida para fora da borda da plataforma retornando ao mar profundo). A seguir trataremos da simulação da construção de barragens de usina maremotriz em determinados locais e suas aplicações. No caso da Baía de Fundy o método foi aplicado para duas alternativas de localização das barragens: Baía de Shepody e Minas Basin. A primeira simulação foi da pequena barragem de Shepody. Esta usina poderá Ter uma capacidade de geração de energia de 1600 MW. Na propria barragem, o modelo prevê que a amplitude do nível da maré poderá diminuir em 24 cm (a maré alta 24 cm menor e a maré baixa 24 cm maior). A medida que se distancia da barragem em direção ao Golfo de Maine, se nota a diminuição desse efeito até as proximidades de St. John, onde se da a inversão, ou seja, a amplitude começa a aumentar até o Cabo Cod em cerca de 4 cm. A Segunda simulação foi do maior projeto considerado até agora, oito km de barragens cruzando parte de Minas Basin, uma capacidade instalada de cerca de 5000 MW. O modelo prevê que poderia haver uma diminuição de 34 cm na amplitude da maré na barragem, com o efeito se propagando rapidamente para fora da baía. Ainda relativamente perto da barragem (Cabo Split) a variação da amplitude cai a zero e passa a aumentar seu valor na Baía de Fundy e grande parte do Golfo de Maine. O aumento da amplitude iria de 20cm na parte superior da Baía de Chignecto e até 15 cm na Baía de Massachussets.Essas alterações nas amplitudes das marés em ambas as simulações podem ser explicadas pela teoria da ressonância. Colocando na Baía de Fundy uma pequena barragem, o período de ressonância da baía que originalmente é de nove horas, iria sofrer uma redução, ficando mais distante do período da maré lunar de 12,4 horas; isto ocasionaria uma diminuição nas amplitudes das maré da barragem até a desembocadura da baía. Em contrapartida a redução do período de ressonância do conjunto da Baía de Fundy e Golfo de Maine de 13,3 horas em cerca de 10 minutos leva a aproximar-se mais do período da maré (12,4 horas) e portanto causando marés maiores. No caso do projeto de Shepody, os aumentos de amplitudes acontecem no Golfo de Maine e na entrada da Baía de Fundy. Na parte superior da baía até a barragem acontecem as diminuições nas amplitudes. Na parte central da baía (perto de St. John) os efeitos se cancelam, sem alterações nas amplitudes. A simulação de Minas Basin é complicada pelos efeitos do atrito nos estreitos de Cabo Split, onde grande quantidade de energia é dissipada (proporcional ao quadro da velocidade da água). Como a barragem diminui, o fluxo através desse canal, a maré move-se mais lentamente e menos energia é dissipada. Com isto, no Cabo Split, a massa de água contem mais energia "armazenada", ocasionando marés mais altas. A combinação da dissipação pelo atrito reduzida e a mudança do período de ressonância padrão causam aumentos nas amplitudes das marés, exceto perto da barragem onde há diminuições na amplitude, até Cabo Split, onde os efeitos se anulam.
Turbinas
Serão descritas neste tópico as principais características das turbinas hidráulicas utilizadas em usinas maremotrizes. Estas turbinas hidráulicas se caracterizam por seu grande tamanho ( diâmetro por volta de 7 m ou mais ) e baixas rotações, devido ao pequeno desnível existentes nestas barragens. Como a água do mar, devido a sua salinidade, provoca corrosão nos materiais usuais, estas turbinas terão de ser construídas com aço inoxidável, o que aumentará em muito o seu custo. O princípio da geração de energia elétrica a partir do aproveitamento das marés, não difere fundamentalmente daquele utilizado nas usinas hidrelétricas, que exploram o potencial de geração dos rios. A diferença de energia potencial da água a montante de barragem em relação ao seu nível juzante promove o escoamento da água através das turbinas. A rotação impressa nas turbinas proveniente da passagem de água por suas pás, move o gerador elétrico, produzindo energia que é então distribuída na rede. Turbinas Tubulares O rotor de pás fixas ou orientáveis, é colocado num tubo por onde a água se escoa, e o eixo, horizontal ou inclinado, aciona um alternador colocado externamente ao tubo.
Turbinas Bulbo
O rotor possui pás orientáveis e existe uma espécie de bulbo, que é colocado no interior do tubo adutor da água. No interior do bulbo, que é uma câmara blindada, pode existir meramente um sistema de transmissão por engrenagens, para transmitir o movimento do eixo da hélice ao alternador, ou como acontece nos tipos mais aperfeiçoados, no interior do bulbo fica o próprio gerador elétrico.
Turbinas Straflow
A Escher-Wyss desenvolveu uma turbina de escoamento retilíneo, de volume reduzido e que conduz a uma considerável economia no custo das obras civis. Na turbina Straflow, o indutor do alternador é colocado na periferia do rotor da turbina formando um anel articulado nas pontas das pás da hélice, as quais podem ser de passo variável.
