Entenda como ondas e marés podem gerar energia no Brasil

Os investimentos em fontes renováveis de energia, como a eólica e a solar, têm crescido cada vez mais em meio a preocupações com as mudanças climáticas e a contribuição dos combustíveis fósseis. Mas, além desses recursos ainda aproveitados principalmente na terra, o mundo começa a voltar os olhos para outra região com grande potencial energético: os oceanos.

Uma região oceânica pode gerar energia de diversas formas, afirma Segen Stefen, professor de engenharia oceânica da UFRJ. É possível produzir energia a partir:

• Do movimento das ondas
• Pela variação de temperatura entre a superfície e o fundo do mar
• Pelas correntes oceânicas
• Por um processo de osmose entre a água salgada e a doce
• Pelas marés

Atualmente, porém, são as ondas e as marés que possuem as tecnologias mais avançadas para geração de energia.

Produção pelas marés e pelas ondas

A produção pelas marés é dividida em dois tipos: pelo movimento vertical das marés, de baixa e alta, que é conhecida como energia maremotriz, e pelo movimento horizontal.

Mas isso não significa que qualquer região oceânica pode ser usada para a geração de energia. Juliane Taise Piovani, doutoranda em energia na UFABC, afirma que uma usina maremotriz demanda uma maré de, no mínimo, sete metros para funcionar, enquanto a de movimento horizontal exige uma velocidade média de pelo menos 2 metros por segundo.

“O mais comum é represar a maré alta e depois deixar fluir na maré baixa, passando por uma turbina e gerando eletricidade. Isso é uma usina maremotriz, o fenômeno das marés gerando eletricidade”, diz Stefen.

Já em relação às ondas, o ideal é ter 1,6 metro de profundidade, mas a velocidade e posição dos ventos também influenciam na capacidade de geração.

Hoje, a energia maremotriz é mais aproveitada ao redor do mundo do que a de ondas, com tecnologias mais desenvolvidas e usinas em países como França, Canadá e Coreia do Sul.

“Existem centenas de técnicas diferentes para fazer esse aproveitamento [de energia pelas ondas], muitas são patenteadas, tanto no Brasil quanto no exterior, não é uma convergência como por exemplo na eólica”, afirma.

Potencial energético

Segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Brasil possui hoje 150 GW de potência energética instalada, com uma predominância da energia hidrelétrica. Stefen afirma que, considerando apenas a região costeira, o país teria um potencial energético de 120 GW no oceano.

“Esse é o total, mas em partes a gente não pode instalar [usinas] por questões envolvendo lazer, rota marítima, base militar, local de pesca”, diz. Assim, considerando essas questões, o potencial ficaria próximo de 30 GW ou 40 GW, equivalente a cerca de ¼ da capacidade atual do país.

Esse potencial também varia no Brasil, já que as características de ondas e marés não são as mesmas em todas as regiões. “As ondas predominam do Ceará até o Rio Grande do Sul, e as marés predominam do Maranhã para o Norte. É algo complementar”, diz.

O potencial de geração das ondas, cerca de 90 GW, é, portanto, maior do que o das marés, de pouco mais de 20 GW e, por isso, Piovani considera que o perfil brasileiro seria de “aproveitamento das ondas”. Mas, mesmo com todo esse potencial, ainda existem muitos desafios para o uso dessas fontes de energia.

O próprio processo de instalação de uma usina já é demorado. É necessário fazer análises com simulações matemáticas, de terreno, oceanográfica e também ambiental, já que o uso dos equipamentos de geração de energia pode afetar a fauna e flora marítimas, sendo necessário empregar medidas de mitigação, como o isolamento das turbinas.

“O IBGE e o Ibama afirmam que não têm informações de toda a fauna marítima desde 2011, então, fica difícil saber onde ficam exatamente. Precisa de muito estudo, precisa saber bem o terreno, ver a profundidade”, considera Piovani.

 

A questão ambiental é, segundo Stefen, um dos motivos para a energia maremotriz ainda não ser muito aproveitada em regiões com grande potencial, como na Europa. “O licenciamento ambiental é muito rígido porque afetam a reprodução marinha próxima da costa”, diz.

Altos custos

As pesquisas e o desenvolvimento de equipamentos para essas energias, em especial a de ondas, começaram há pouco tempo, o que torna os custos altos e dificultam uma eficiência na produção que justifique o investimento.

“São tecnologias do futuro. Agora, a curto prazo, o que mobiliza a energia no oceano é a éolica offshore [energia obtida pela força do vento em alto-mar]”, afirma Stefen, citando estudos que tentam combinar a geração éolica nos oceanos com a geração por ondas, aproveitando a infraestrutura de geração e distribuição existente.

O professor observa que há uma “corrida” em busca de fontes renováveis devido às mudanças climáticas, o que deve favorecer as energias oceânicas.

Para ele, a redução de custos e alta de eficiência da energia de ondas devem ocorrer entre os próximos cinco a dez anos. Seria possível, com isso, incluir essa energia em uma “cesta” de fontes, incluindo a eólica e solar, idealmente permitindo que as barragens de hidrelétricas foquem em fornecimento e armazenamento de água e que fossem usadas para geração de energia apenas em situações mais extremas.

Pesquisa foi responsável por instalar a primeira usina de ondas no Brasil

Um processo importante para melhorar a eficiência da geração de energia por ondas e reduzir custos é o desenvolvimento de protótipos, testando novas técnicas e ideias. Até hoje, o Brasil desenvolveu apenas um protótipo de usina de ondas, que também foi a primeira na América Latina, instalada no quebra-mar do Porto de Pecém, no Ceará.

Segen Stefen coordenou o projeto a partir do Laboratório de Tecnologia Submarina da Coppe-UFRJ, com apoio do governo do Ceará e financiamento da Tractebel Energia, a partir de um programa da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).

A usina funcionava a partir de dois flutuadores ligados a braços mecânicos. O movimento dos flutuadores, pelas ondas, fazia com que esses braços levassem água doce com alta pressão para um sistema de pás, que era movimentado e gerava energia.

 

O laboratório já tinha estudos de conceito, testes experimentais e uma patente, e foi possível partir para um teste em escala real no porto. O acordo era que o projeto duraria cinco anos, por isso, ele foi finalizado em 2014, com a retirada dos equipamentos.

“É difícil ter recurso para dar continuidade, então, depois disso, não houve possibilidade de renovar, o projeto foi descomissionado”, diz Stefen.

Mesmo com o fim do projeto, o professor destaca que ele foi um passo importante no desenvolvimento dessas tecnologias. “É um projeto pioneiro no Brasil, o primeiro dispositivo no Brasil a gerar eletricidade pelas ondas do mar. Até hoje, no mundo todo, não existe nenhum dispositivo que está em fase comercial no aproveitamento de ondas, todos são demonstrativos, de estudos, que operam por um período e depois são desativados, buscando melhorias”, afirma.

O laboratório continua os estudos sobre energia de ondas, e conseguiu absorver os conhecimentos gerados a partir do teste.

Já o Porto de Pecém manteve o interesse no potencial da energia das ondas. Fabio Abreu, diretor de engenharia do complexo de Pecém, diz que o porto possui um enorme potencial de geração de energia graças a um quebra-mar, que também reduz os custos necessários para uma geração eficiente de energia.

O porto desenvolve, agora, estudos para uma parceria com uma empresa israelense que pode resultar na construção de geradores com potencial de 8 MW, equivalente a 60% da demanda média mensal do complexo. O complexo e a empresa já assinaram um memorando, partindo para uma nova fase de estudos de viabilidade.

Abreu considera que a geração de energia por ondas é uma tecnologia ainda muito nova. “É como se fosse a eólica há 30 anos. Os parâmetros e tecnologias vão mudando, até porque cada mar tem uma característica, tem um aparelho, equipamento certo”.

O interesse no investimento na energia de ondas está ligado, também, ao que Abreu chama de “diversificação da matriz” energética do complexo. “A energia de ondas se encaixa perfeitamente [na busca por uma matriz mais verde]. Há uma estrutura que pode ser aproveitada, e é uma energia totalmente limpa”, diz.

“A partir do momento que o próximo estudo for realizado, que verifique que os números finais batem com as expectativas, o período de implementação seria de em torno de 24 meses. Não é algo tão fora do padrão”, afirma.

Além do movimento do porto, a própria crise hídrica e energética atual pode servir como um fator que impulsionará a atenção para as energias oceânicas. “Você vai ter, na verdade, algo que auxilia no potencial energético, um uso maior de renováveis, reduz o consumo de fósseis, então, é um grande fator. E reduz uso das hidrelétricas, consegue aproveitar melhor esse recurso”, diz Piovani.

*Sob supervisão de Thâmara Kaoru