Energia Eólica - Projeto de Pesquisa Bibliografica

Selma Pereira

TEMA

Educação Ambiental

TÍTULO:

EDUCAÇÃO AMBIENTAL: Os Impactos da Energia Eólica no Meio Ambiente

PROBLEMA:

È economicamente viável e ecologicamente correto o uso de energia eólica?

OBJETIVO

Refletir sobre os benefícios e malefícios da Energia Eólica no Meio Ambiente

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conceituar Energia Eólica

Apresentar os impactos ambientais da utilização da energia eólica

HIPÓTESE

Os parques eólicos causam tantos impactos ambientais quanto as usinas hidrelétricas.

JUSTIFICATIVA

A energia eólica é uma opção justificada pelo número de hidrelétricas existente, pelo aumento significativo do aquecimento global e, também pelo grande número de população litorânea.

Esse projeto vem refletir sobre os benefícios e malefícios da utilização desse tipo de energia relacionando-os ao meio ambiente. Não obstante às várias considerações já existentes sobre o tema, cabe ainda uma pesquisa exploratória sobre o tema, inesgotável, se considerarmos o crescimento do numero de parques eólicos.

REFERÊNCIAL TEÓRICO

1. ENERGIA E PARQUE EÓLICOS

Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, também denominadas aerogeradores, para a geração de eletricidade, ou cataventos (e moinhos), para trabalhos mecânicos como Bombeamento d’água.

Assim como a energia hidráulica, a energia eólica é utilizada há milhares de anos com as mesmas finalidades, a saber: bombeamento de água, moagem de grãos e outras aplicações que envolvem energia mecânica. Para a geração de eletricidade, as primeiras tentativas surgiram no final do século XIX, mas somente um século depois, com a crise internacional do petróleo (década de 1970), é que houve interesse e investimentos suficientes para viabilizar o desenvolvimento e aplicação de equipamentos em escala comercial.

A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi instalada em 1976, na Dinamarca. Atualmente, existem mais de 30 mil turbinas eólicas em operação no mundo. Em 1991, a Associação Européia de Energia Eólica estabeleceu como metas a instalação de 4.000 MW de energia eólica na Europa até o ano 2000 e 11.500 MW até o ano 2005. Essas e outras metas estão sendo cumpridas muito antes do esperado (4.000 MW em 1996, 11.500 MW em 2001). As metas atuais são de 40.000 MW na Europa até 2010. Nos Estados Unidos, o parque eólico existente é da ordem de 4.600 MW instalados e com um crescimento anual em torno de 10%. Estima-se que em 2020 o mundo terá 12% da energia gerada pelo vento, com uma capacidade instalada de mais de 1.200GW.

Recentes desenvolvimentos tecnológicos (sistemas avançados de transmissão, melhor aerodinâmica, estratégias de controle e operação das turbinas etc.) têm reduzido custos e melhorado o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos. O custo dos equipamentos, que era um dos principais entraves ao aproveitamento comercial da energia eólica, reduziu-se significativamente nas últimas duas décadas. Projetos eólicos em 2002, utilizando modernas turbinas eólicas em condições favoráveis, apresentaram custos na ordem de 820/kW instalado e produção de energia a 4 cents/kWh (EWEA; GREENPEACE, 2003).

Um parque eólico ou usina eólica é um espaço, terrestre ou marítimo, onde estão concentrados vários aerogeradores destinados a transformar energia eólica em energia elétrica. Para a construção desses parques é necessário, dependendo do entendimento do orgão ambiental estadual, a realização de EIA/RIMA (Estudo e Relatório de Impacto Ambiental) pois a sua má localização pode causar impactos negativos como a morte de aves e a poluição sonora, já que as hélices produzem um zumbido constante. Os fabricantes, no entanto, alegam que os modelos mais recentes não geram mais ruído que o próprio vento que faz girar as turbinas, por não usarem mais engrenagens no acoplamento entre a turbina e o gerador.

Atualmente há 45 usinas eólicas em operação no Brasil, e que somam 794.334 kW de potência instalada. Isso representa aproximadamente 0,7% da matriz de energia elétrica brasileira. Segundo o Boletim de Monitoramento do Sistema Elétrico editado pelo Ministério de Minas e Energia do Brasil (MME) (Mês da Janeiro de 2010), em 2010 entrarão em operação usinas eólicas que somarão mais 57 MW e serão implantados outros 673,3 MW.

O maior centro de geração de energia eólica do país atualmente é o Parque eólico de Osório, localizado no Rio Grande do Sul, com a capacidade de gerar até 150 MW. Mas um complexo de 14 parques eólicos na Bahia deve entrar em operação em julho de 2012 e será ainda maior, podendo produzir até 300 MW.

– Benefícios da Energia Eólica

A energia eólica preserva recursos hidráulicos
É compatível com outros usos de terreno e pode servir como auxílio ao desenvolvimento econômico rural
Não produz emissões perigosas, ou resíduos sólidos tóxicos
É completamente renovável, altamente fiável e muito eficiente
A energia eólica é uma das fontes mais econômicas da nova geração de eletricidade em grande escala.
A energia eólica está a tornar-se ainda mais econômica na produção à medida que se atingem economias de escala e os preços de eletricidade aumentam
Favorável ao emprego e criação de postos de trabalho
Apóia o crescimento econômico
Gera turismo a comunidades locais
Cria receitas alternativas a agricultores que arrendem a sua terra.
Compensa as emissões de outras fontes de energia, assim reduzindo a nossa contribuição para as alterações climáticas globais
Utilização de vento para produzir energia suficiente para mais de 200 casas (2,000,000 de quilowatt-hora) de electricidade em vez queimar carvão deixará 900,000 quilogramas de carvão na terra e reduzirá emissões de gás de estufa anuais em 2,000 toneladas. Isto tem o mesmo impacto positivo que tirar 417 carros da estrada ou plantar 10,000 árvores
A moderna tecnologia eólica apresenta um balanço energético extremamente favorável e as emissões de CO₂ relacionadas com a fabricação, instalação e serviços durante todo ciclo de vida do aerogerador são "recuperados" depois dos três a seis meses de fabricação.
É uma indústria em grande ascensão e com bom potencial no Brasil (principalmente em algumas regiões do litoral nordestino).

1.2.1. Emissão de gazes

O mais importante benefício que a energia eólica oferece ao meio ambiente está no fato de que ela não emite poluentes ou CO₂ durante sua operação. Dessa forma, pode-se fazer um comparativo entre cada unidade (kWh) de energia elétrica gerada por turbinas eólicas e a mesma energia que seria gerada por uma planta convencional de geração de energia elétrica. Ao fazer essa análise chega-se à conclusão de que a energia eólica apresenta grandes vantagens na redução de emissão de gases de efeito estufa e na redução da concentração de CO₂ durante a sua operação. Com o avanço de programas de eficiência energética, com o propósito de tornar mais eficiente o parque gerador de energia, as emissões de CO₂ e de gases de efeito estufa têm-se reduzido ao longo dos anos, mas permanecem, ainda, em uma faixa muito alta (JACOBSON et al, 2001).

Preocupações com o crescimento da concentração de CO₂ e de gases de efeito estufa na atmosfera têm mobilizado vários países na busca de soluções efetivas para a redução das emissões nos próximos anos. A preocupação com o resultado futuro das emissões de gases de efeito estufa por parte de vários países do mundo têm criado um ambiente muito favorável ao uso da energia eólica como uma fonte renovável de energia. Uma turbina de 600kW, por exemplo, instalada em uma região favorável poderá, dependendo do regime de vento e do fator de capacidade, evitar a emissão de 20.000 a 36.000 toneladas de CO₂, equivalentes à geração convencional, durante seus 20 anos de vida útil estimado (EWEA, 2000d).

Supondo-se que o carvão e o gás natural ainda contarão com a maior participação na produção de eletricidade nos próximos 20 anos - com a contínua tendência do uso do gás em substituição ao carvão - é razoável considerar como um valor médio de 600 ton./GWh a redução das emissões de dióxido de carbono pelo uso da geração eólica.

Os projetos de grandes hidrelétricas estão sendo gradativamente abandonados devido à redução dos potenciais (locais onde poderiam ser implementados novos sistemas), aos impactos ambientais na vida animal, causados pelas mudanças de habitat e nos protestos de opinião pública.

– Desvantagens da Energia Eólica

1.3.1. Impacto Sobre a Fauna

A maior preocupação relativa à fauna é com os pássaros, os quais podem vir a colidir com estruturas (torres de alta tensão, mastros, janelas de edifícios) e com as turbinas eólicas, devido à dificuldade de visualização. Outros motivos, como o tráfego de veículos em auto-estradas e a caça, também são responsáveis pela morte dos pássaros. Porém o comportamento dos pássaros e as taxas de mortalidade tendem a ser específicos para cada espécie e também para cada lugar. Estimativas de mortes de pássaros nos Países Baixos, causadas por várias ações diretas e indiretas do homem, mostram que o tráfego de veículos apresenta uma taxa que, em comparação às estimativas de mortes por parque eólico de 1 GW, é cem vezes maior (BOURILLON, 1999).

Na Alemanha foi contabilizado um total de 32 pássaros mortos por turbinas eólicas entre os anos de 1989 e 1990, em todos os parques eólicos do país. Em comparação a esse número, também foram computados os pássaros vitimados pelo impacto em torres de antenas. Encontrou-se, para o ano de 1989, um total de 287 pássaros mortos na Alemanha devido a este fator (DEWI, 1996).

O pior caso de colisão de pássaros em turbinas eólicas aconteceu nas proximidades de Tarifa, na Espanha. No final de 1993, 269 turbinas eólicas foram instaladas de um total projetado de 2.000 turbinas. Localizado nas principais rotas de migração de pássaros da Europa Ocidental, o local onde se instalaram as turbinas é um "grande mal entendido" segundo o diretor da Agência Espanhola de Energia Renovável -IDAE, que fez uma das mais extraordinárias admissões de culpa:

"O que me ocorreu sobre o fato é que foi um inoportuno lapso de memória. Ninguém pensou nas migrações dos pássaros".

Muitos pássaros de inúmeras espécies ameaçadas de extinção morreram em colisões com as turbinas (WORLD ENERGY COUNCIL, 1993).

Fora das rotas de migração, os pássaros são raramente incomodados pelas turbinas eólicas. Estudos com radares em Tjaereborg, região oeste da Dinamarca, mostram que no local onde foi instalada uma turbina eólica de 2 MW, com 60 m de diâmetro, os pássaros tendem a mudar sua rota de vôo entre 100 a 200 m, passando por cima ou ao redor da turbina, em distâncias seguras. Esse comportamento tem sido observado tanto durante a noite quanto durante o dia. Na Dinamarca é comum um grande número de ninhos de falcões nas torres das turbinas eólicas (ELLIOT, 2000).

2.2. RUÍDOS

O impacto ambiental do ruído gerado pelo sistema eólico ao girar suas pás foi um dos mais importantes temas de discussão e bloqueio da disseminação da energia eólica durante a década de oitenta e início da década de noventa. O desenvolvimento tecnológico nos últimos anos, juntamente com as novas exigências de um mercado crescente e promissor, promoveram um avanço significativo na diminuição dos níveis de ruído produzido pelas turbinas eólicas. Este problema está relacionado com fatores como a aleatoriedade do seu funcionamento e a variação da freqüência do ruído uma vez que este se ajusta diretamente com a velocidade de vento incidente.

O ruído proveniente das turbinas eólicas tem duas origens: mecânica e aerodinâmica. O ruído mecânico tem sua principal origem da caixa de engrenagens, que multiplica a rotação das pás para o gerador. O conjunto de engrenagens funciona na faixa de 1.000 a 1.500 rpm, onde a vibração do mesmo é transmitida para as paredes da nacele, onde é fixada. A transmissão de ruído mecânico também pode ser ocasionada pela própria torre, através dos contatos desta com a nacele. Com o avanço dos estudo a respeito do ruído mecânico gerado pelas turbinas eólicas, é possível a construção das mesmas com níveis de ruído bem menores, melhorando a tecnologia. Uma outra tecnologia utilizada em turbinas eólicas está no uso de um gerador elétrico multipolo conectado diretamente ao eixo das pás. Esse sistema de geração dispensa o sistema de engrenagens para multiplicação de velocidade, pois o gerador funciona mesmo em baixas rotações. Sem a principal fonte de ruído presente nos sistemas convencionais, as turbinas que empregam o sistema multipolo de geração de energia elétrica são significativamente mais silenciosas.

O ruído aerodinâmico é um fator influenciado diretamente pela velocidade do vento incidente sobre a turbina eólica. Ainda existem vários aspectos a serem pesquisados e testados tanto nas formas das pás quanto na própria torre para a sua redução. Pesquisas em novos modelos de pás, procurando um máximo aproveitamento aerodinâmico com redução de ruído, são realizadas, muitas vezes, de modo semi-empírico, proporcionado o surgimento de diversos modelos e novas concepções em formatos aerodinâmicos das pás.

2.3. INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA

Estudos realizados pela EWEA têm mostrado que o projeto cuidadoso de uma fazenda eólica evita qualquer distúrbio em sistemas de telecomunicações (ondas de rádio e microondas são utilizadas para uma grande variedade de propósitos de comunicação). Isto, contudo, não é suficiente para uma correta determinação das questões envolvidas uma vez que qualquer grande estrutura em movimento pode produzir interferência eletromagnética (IEM). Turbinas eólicas podem causar IEM por reflexão de sinais das pás de modo que um receptor próximo recebe um sinal direto e um refletido. A interferência ocorre porque o sinal refletido é atrasado devido à diferença entre o comprimento das ondas alterado por causa do movimento das pás. A IEM é a maior em materiais metálicos, que são refletores e mínimos para pás de madeira, que absorvem. A fibra de vidro reforçada com epoxi, que é utilizada na maioria das pás modernas, é parcialmente transparente às ondas eletromagnéticas e, portanto diminui o efeito da IEM (McGOWAN et al, 2000).

Os sinais de comunicação civis e militares podem ser afetados por IEM, incluindo transmissões de TV e rádio, comunicações de rádio microondas e celular, comunicação naval e sistemas de controle de tráfego aéreo. Os projetistas de turbinas eólicas consultam as autoridades civis e militares para determinar as interferências e problemas que afetem os links microondas e sistemas de comunicação aérea devem ser evitados. A interferência em um pequeno número de receptores de televisão doméstica é um problema ocasional que normalmente é sanado com uma gama de medidas sem alto custo, como a utilização de uma série de retransmissores e/ou receptores. Turbinas eólicas e sistemas de telecomunicações coexistem em muitos locais da Europa.

2.4. USO DA TERRA

Geralmente 99% da área em que uma fazenda eólica típica está construída fica fisicamente disponível para uso como antes. As fundações das turbinas, embora com aproximadamente 10 m de diâmetro, estão normalmente enterradas, permitindo qualquer atividade agrícola existente ser mantida até próxima à base de torre. Não há evidências de que fazendas eólicas interfiram em grande extensão em terras cultiváveis ou agropecuárias (EWEA, 2000e) A energia dos ventos é, além disso, uma fonte de energia primária difusa relativa, mas qualquer comparação válida com outros meios de geração em uso de terra deve considerar o ciclo de combustível total em cada caso. Na comparação com outras tecnologias, a energia eólica requer um espaço menor para produzir a mesma quantidade de eletricidade

Uma proporção grande de área de terra utilizada para a geração com queima de carvão é contabilizada principalmente pela mineração e atividades de transporte, localizadas longe das usinas elétricas.

Os 4.300 aerogeradores instalados na Dinamarca pelo fim de 1997 produzem a mesma quantidade de eletricidade do total consumido em 1952. Acima de 7% do consumo nacional de eletricidade na Dinamarca é agora abastecida por energia eólica e o país está caminhando para atingir a meta de 10% no ano 2005. Esta meta poderia ser atingida com a instalação de 1000 turbinas do atual estado da arte, devido às melhorias tecnológicas e aumento da capacidade dos aerogeradores. A área de terra requerida seria aproximadamente 100 km², onde apenas 1% seria utilizado para fundações das turbinas (EWEA, 2000b).

2.5. IMPACTO VISUAL

As fazendas eólicas devem ser instaladas em áreas livres (sem obstáculos naturais) para que sejam comercialmente viáveis, sendo, desta forma, visíveis. A reação provocada por um parque eólico é altamente subjetiva. Muitas pessoas olham a turbina eólica como um símbolo de energia limpa sempre bem-vindo, outras reagem negativamente à nova paisagem.

Os efeitos do impacto visual têm sido minimizados, principalmente, com a conscientização da população local sobre a geração eólica. Através de audiências públicas e seminários, passa-se a conhecer melhor toda a tecnologia e, uma vez conhecendo-se os efeitos positivos da energia eólica, os índices de aceitação melhoram consideravelmente.

Um caso especial sobre impacto visual causado pelas turbinas eólicas foi estudado na Fazenda Eólica de Cemmaes, no Reino Unido. Essa fazenda foi uma das primeiras a ser construída no Reino Unido e é composta por 24 turbinas eólicas com uma capacidade total instalada de 7,2 MW. Foram feitas duas pesquisas nos anos de 1992 e 1994 onde, além dos impactos visuais, foram abordados impactos de ruído, econômicos, sociais, entre outros. A pesquisa foi feita com os moradores mais próximos à fazenda eólica num total de 134 pessoas. Na primeira etapa da pesquisa, apenas 4% dos pesquisados estavam preocupados com o impacto visual da fazenda eólica antes dela ser construída, mas diziam terem tido uma "agradável surpresa" após a construção. Na segunda fase da pesquisa, 6% manifestaram-se espontaneamente sobre o novo visual com as turbinas. Ao serem questionados sobre detalhes de aspectos visuais da fazenda eólica, 54% dos entrevistados responderam positivamente em relação às turbinas eólicas. Metade das respostas mostraram fortes convicções quanto ao aspecto positivo da nova paisagem enquanto que a outra metade foi positiva com algumas reservas. Segundo a pesquisa, 27% mostraram-se indiferentes ao observarem a fazenda eólica e 12% responderam negativamente ao questionário. Um dado interessante é que 62% dos que responderam ao questionário tiveram grande interesse em descrever as turbinas (ESSLEMONT et al, 1996).

Um estudo conduzido pela AKF (1996), na Dinamarca, estimou os custos de som e impacto visual de turbinas eólicas - menos que US$ 0,0012 por kWh de eletricidade produzido. O estudo foi primeiramente baseado em entrevistas com 342 pessoas que moravam próximas às turbinas eólicas e foram questionados quanto desejariam pagar para que as turbinas fossem removidas. Para checar os resultados das entrevistas, os preços de 74 casas situadas próximas às turbinas foram comparadas com similares situadas em qualquer outra parte. Compreendendo os benefícios ambientais de energia eólica, a reação pública para uma fazenda eólica tende a melhorar. A indústria tem dedicado esforço considerável para integração cuidadosa de novos projetos dentro da paisagem.

METODOLOGIA

Esse trabalho será construído utilizando-se da pesquisa bibliográfica, através de um aprofundamento teórico sobre o tema Educação Ambiental. O levantamento dos principais autores que se debruçaram sobre o tema se dará a partir de material já publicado constituído de livros, artigos e material disponibilizado na internet.

Trata-se portanto de uma pesquisa qualitativa que pretende refletir sobre as principais maneiras de cuidar do lixo e apresentar estratégias acessíveis de lhe dispensar cuidado.

3. CRONOGRAMA

Atividades Desenvolvidas	Ano 2012
Atividades Desenvolvidas	Ago	Set	Out	Nov	Dez
Levantamento Bibliográfico, leitura e seleção de material	X	x
Discussão com orientadores		X	x
Construção do projeto				x
Entrega do projeto					X

REFERENCIAS

NREL - National Renewable Energy Laboratory. Arquivos de Fotos Maio, 2001. Disponível na internet via https://www.nrel.gov/ .

GREENPEACE International, European Wind Energy Association (EWEA) and Forum For Energy And Development - Fed. Wind Force 10 - A Blueprint To Achive 10% Of The World's Electricity From Wind Power By 2020. London, 1999

JACOBSON, M. Z., MASTERS, G. M. Exploiting Wind Versus Coal Science 293. August, 2001.

EWEA - European Wind Energy Association. Wind Energy - The FactsEnvironment, Vol. 4., 2000d. Disponível na internet via https://www.ewea.org.

WORLD ENERGY COUNCIL. New Renewable Energy Resources: Opportunities and Constraints 1990-2020. London, Kogan Page. 1993.

BOURILLON, C. Wind Energy - Clean Power for GenerationsRenewable Energy 16, 1-4 , Jan, 1999: 948-953.

DEWI - Deutsches Windenergie Institut. Environmental Aspects and Acceptance of Wind Energy. Wilhelmshavenm, Eldorado Summer School. 1996.

ELLIOT, D. Renewable Energy and Sustainable FuturesFutures. Vol 32, pp261-274. Great Britain, 2000.

McGOWAN, J. G., CONNERS, S. R. Windpower: A Turn of the Century ReviewAnnual Review of Energy and the Environment.Vol 25, pp147-197, 2000.

EWEA - European Wind Energy Association. Wind Energy and the Environment 2000e. Disponível na internet https://www.ewea.org/src/environment.htm (consultado em ________. Wind Energy - The Facts.Cost, Prices and Values, Vol. 2., 2000c.

ESSLEMONT, E., MOCCORMICK, M. Sociological Impact of a Wind Farm Development. The World Directory of Renewable Energy: Suppliers and Services. London: JamesxJames, 1996.

AKF - Amternes og Kommunernes Forskningsinstitut. Social Assesment of Wind Power. Denmark, Research institute of the contries and municipalities in Denmark. April, 1996.

NOTA DE RODAPÉ

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