Focusolar junho by Focusolar

Energia Alternativa e Renovável Edição 1 Junho 2016 CEAR

PLANTANDO ENERGIA

SOL

A ENERGIA DA TERRA Energia eólica o poder dos ventos

Energia elétrica alternativa que vem do Sol

Sol calor e refrigeração

Entrevista: Paulo Vodianitskaia fala sobre as mudanças climáticas

5 RAZÕES PARA

ESTUDAR NO CEAR! [Informe Publicitário]

2. ABERTURA

RECONHECIMENTO É missão do CEAR se transformar em marca reconhecida como Centro de referência em ensino de graduação e pós-graduação. O CEAR está bem identificado com os jovens que sonham com uma carreira profissional de sucesso.

Arte de pensar livremente • Programas de Extensão Universitária • Iniciação científica • 2 Departamentos de formação • 2 Centros Acadêmicos

3. EXCELÊNCIA Confie ao CEAR seu valor, deixe-o revelar o talento que existe em você! • •

Formando empreendedores Graduação e Pós-graduação: Engenharia Elétrica e Energia Renovável Laboratórios de qualidade 50 professores doutores

• •

4. INOVAÇÃO • • •

Diversos projetos de pesquisas para a indústria Cursos por demanda para grandes corporações industriais Empresas juniores de Engenharia Elétrica e Engenharia de Energias Renováveis

5. DIVERSIDADE O CEAR está aberto a todas as diferenças • Docentes estrangeiros • Estudantes estrangeiros • Alunos com necessidades especiais

CEAR

Centro de Energias Alternativas e Renováveis www.cear.ufpb.br Telefone: +55 (83) 3216-7268

EDITORIAL

A NATUREZA OFERECE ALTERNATIVAS À VIDA

Imagem: Stock Images

m 1973, na Universidade Federal da Paraíba – UFPB, três pesquisadores, alimentando o sonho de ampliar a sobrevivência humana no planeta Terra, criaram o Laboratório de Energia Solar - LES. Já era tempo de parar de consumir recursos finitos e começar a utilizar recursos renováveis. Quatro décadas depois, o ideal de Cleantho da Câmara Torres, Antônio Maria Amazonas MacDowell e Júlio Goldfarb ganha novos adeptos, um centro de pesquisa, o Centro de Energias Alternativas e Renováveis – CEAR, e mobiliza novos pesquisadores que se empenham em fazer do sonho uma realidade. Como produto desse propósito, apresentamos a revista Focusolar, uma publicação que pretende trazer para o público em geral informações sobre como a ciência oferece alternativas para proteger e prolongar a vida do nosso planeta, ampliando as possibilidades de sobrevivência das futuras gerações. Fruto do conceito de transdisciplinaridade, a Focusolar foi gerida na articulação entre o CEAR, a graduação e a pós-graduação em Jornalismo, com a intenção de transformar produções científicas de linguagem típica em matérias jornalísticas de amplo entendimento e interesse da sociedade. Foram vários dias e muitas horas de trabalho árduo, de pesquisas, escritas, correções, mais pesquisas e reescritas que deram origem a um conteúdo complexo, mas de linguagem simples e próxima da nossa realidade.

A entrevista e as reportagens nos alertam para a urgência de mudarmos nossos hábitos, rever nossos valores e orientar ações para salvar o planeta e garantir a vida das futuras gerações. A finitude das fontes de energia como o carvão, o petróleo, o gás natural e o urânio, e os problemas que causam à natureza são velhos conhecidos nossos. Poluição, custo de produção, impactos ambientais e perdas, na produção e distribuição de energia elétrica, são apenas alguns dos transtornos da exploração das fontes de energia não renováveis que devem nos mover em busca de alternativas. As soluções já existem e nem são tão novas, mas, estranhamente, a mudança de comportamento ainda não chegou. A matéria que trata da energia apresenta sua evolução e as várias possibilidades de transformação, além de corroborar informações de outras reportagens sobre a versatilidade da energia solar e suas múltiplas aplicações na rotina doméstica e profissional. A Focusolar traz, ainda, um amplo perfil do pesquisador e atual diretor do CEAR, o Professor Zaqueu Ernesto, apresentando seu trabalho e seus inúmeros esforços para dar andamento e aplicabilidade aos sonhos do trio fundador do LES. Esperamos que os leitores se deixem impregnar por seu conteúdo, mudem o próprio comportamento e contagiem outros com as ideias aqui desenvolvidas. Boa leitura! FS

Luciana Duarte Editora-Chefe

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EXPEDIENTE Reitora Margareth Diniz Pró-reitoria de administração Aluísio Lins Pró-reitoria de assistência estudantil Thompson Lopes Pró-reitoria de Pós-graduacão e Pesquisa Isaac Almeida Diretor(a) da Editora Universitária: Izabel França Diretor de Redação Luciana Duarte Danilo Monteiro Redator-chefe Andréa Mesquita Editores Antonio Pralon Ferreira Leite, José Maurício Alves de Matos Gurgel, Raphael Abrahão e Paulo Vodiantiskaia Repórteres Andréa Mesquita, Amaury Barros, Beatriz Lauria, Carmem Ferreira, Chrisley Wellen, Cristiano Sacramento, Danilo Monteiro, Diana Araújo, Felipe Lima,Hérica Carvalho, Jennifer Mali, João Diniz, João Paulo Martins, Juliana Luz, Luana Maria, Lucas Campos, Lucélia Pereira, Lylyanne Valeriano, Marcella Machado, Maria Alice, Mariah Regina, Moacyr Martins, Mikaella Pedrosa, Rennan Hideo, Samuel Amaral e Vitor Feitosa Projeto Gráfico Andréa Mesquita Vinícius Angelus Mikaella Pedrosa Diagramação Vinícius Angelus Mikaella Pedrosa Fotografia Vinícius Angelus Revisores Joana Belarmino Andréa Mesquita Mikaella Pedrosa Revisores Científicos Zaqueu Ernesto (coordenação), Paulo Vodianitskaia, Isaac Solares e Marta Célia Revisão Gramatical Francelino Soares DLCV/CCHLA/UFPB Contato: Revistafocusolar@gmail.com João Pessoa- PB FocuSolar é uma publicação semestral do Centro de Energias Alternativas e Renováveis da Universidade Federal da Paraíba. FocuSolar não se responsabiliza pelos conceitos emitidos nos artigos assinados. As pessoas que não constarem do expediente não têm autorização para falar em nome de FocuSolar ou para retirar qualquer tipo de material se não possuírem em seu poder carta em papel timbrado assinada por qualquer pessoa que conste do expediente. Para se corresponder com a Redação: Endereçar cartas ao Diretor de Redação, FocuSolar. E-mail: focusolar@cear.ufpb.br. Focusolar reserva-se o direito de selecioná-las e resumi-las para publicá-las.

SUMÁRIO

JUNHO|2016

EDITORIAL

ENTREVISTA

CURTAS

ENERGIA

A NATUREZA OFERECE ALTERNATIVAS À VIDA PAULO JOSE VODIANITSKAIA

TRANSFORMAR FONTES DE ENERGIA O DESAFIO DA TECNOLOGIA

O SOL - A MAIOR FONTE DE ENERGIA DA TERRA

O SOL AQUECENDO A ÁGUA E ECONOMIZANDO SEU DINHEIRO

ENERGIA

O CALOR QUE RESFRIA

TRANSFORMAR FONTES DE ENERGIA O DESAFIO DA TECNOLOGIA

TRANSFORMAÇÃO FOTOVOLTAICA

O MOVIMENTO QUE GIRA EM TORNO DE NÓS

Para entender a evolução do uso da energia, vamos fazer uma viagem pelo tempo.

PERFIL

MEIO AMBIENTE

CEAR, UM PROJETO EM CONSTRUÇÃO PLANTANDO ENERGIA 36

MEIO AMBIENTE

PLANTANDO ENERGIA

06 ENTREVISTA

PAULO JOSÉ VODIANITSKAIA

O EFEITO ESTUFA NÃO É O VILÃO OPINIÃO

ENERGIA RENOVÁVEL E EDUCAÇÃO

“Os cidadãos comuns devem se tornar cidadãos incomuns para contribuir com a diminuição dos impactos ambientais e sociais” Hérica de Carvalho, Marcella MACHADO, Moacyr Martins

chão rachado em lugares onde a temperatura é mais quente, e a umidade do ar é menor. Céu carregado com nuvens de resíduos de fábricas. Tapete de cinzas do que antes era verde, ar puro e abrigo de centenas de espécies animais. Mar bravio que se estende por dentro das cidades e leva consigo a terra que encontra. Chuva que provoca enchentes, faz escorregar encostas, transborda rios, carrega estradas e vidas. Calor de um sol para cada ser vivente. É o mundo em um cenário sombrio. Não é o futuro, e sim o hoje. Se já chegamos a esse estágio, o planeta, em tempos não muito distantes, dará o seu rugido mais feroz. Nem o homem com todo seu aparato tecnológico será capaz de parar a fúria da natureza que ele próprio despertou. “Os cidadãos comuns devem se tornar cidadãos incomuns para contribuir com a diminuição dos impactos ambientais e sociais”, diz o pesquisador curitibano Paulo José Vodianitskaia. Quando ainda cursava o quarto período em Engenharia Mecânica pela

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Universidade do Paraná (UFPR), em 1977, foi apresentado ao Laboratório de Energia Solar (LES) da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) pelo olhar visionário de um professor daqui. “Ele atribuía a tecnologia solar a um potencial de melhoria de condições ambientais e sociais. Não era só uma tecnologia. Era um propósito!”. A partir desse momento, Paulo se interessou ainda mais pelas causas climáticas. Aumentou também a curiosidade de ver de perto as pesquisas em energia solar desenvolvidas pelo LES. A oportunidade veio com o Congresso Latino Americano de Energia Solar, em 1978, na UFPB. Dois anos depois, após concluir a graduação, já estava morando em João Pessoa para cursar o mestrado em Engenharia Mecânica. Foi dele o pioneirismo de desenvolver o primeiro refrigerador solar a adsorção no Brasil, junto com o professor Rogério Pinheiro Klüppel, em 1983. Passou 25 anos como executivo em multinacional, tratando sempre de novas tecnologias e dos temas ambien-

Imagem: Sustentare, escola de negócios

ENTREVISTA | PAULO JOSE VODIANITSKAIA

tais. Depois trabalhou como consultor de sustentabilidade e também atuando nas salas de aula como professor. Em 2013, foi convidado para ministrar uma palestra na UFPB por ocasião dos "40 anos do LES". Um reencontro com o Laboratório cujas pesquisas o atraíram para o calor de João Pessoa. Paulo Russo, brincadeira dos colegas com o sobrenome Vodianitskaia, é hoje doutorando pelo CEAR. Esta entrevista foi feita a distância. Ele, em Joinville, e nós, em João Pessoa. Ambos economizamos numa viagem que seria cara. E Vodianitskaia, como bom cidadão incomum, acrescenta que deixamos de gerar uma dose excessiva de gases efeito estufa. Nessa conversa, falamos das pesquisas do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), do qual é autor líder em comitês, das contribuições do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPPC, em inglês), que recebeu, em 2007, o Prêmio Nobel da Paz e, principalmente, das consequências das mudanças climáticas.

O senhor é membro do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas e, em 2007, o IPCC foi um dos vencedores do Prêmio Nobel da Paz, juntamente com Al Gore, ex-vice-presidente dos Estados Unidos e ativista internacional contra o aquecimento global. O prêmio aumentou a responsabilidade do órgão nos esforços de pesquisa? A responsabilidade do IPCC permaneceu a mesma. O prêmio foi importante como um reconhecimento de que evitar o pior para o clima significa evitar conflitos. Ou seja, evitar o desastre climático significa evitar guerras. As mudanças climáticas podem efetivamente tornar o mundo ingovernável em algumas décadas. O IPCC, órgão criado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) e pela Organização Meteorológica Mundial (OMM), desde 1988, estuda o problema das mudanças climáticas. Já foram publicados cinco Relatórios de Avaliação (Assessment Reports, AR) em 1990, 1995, 2001, 2007 e o quinto, em 2014. Ao logo desses anos de pesquisa, qual parâmetro é visto com maior preocupação pelos cientistas? Esses relatórios do IPCC apresentam cenários, alguns mais otimistas, outros mais pessimistas, a cada um desses relatórios citados. O mais preocupante para mim é que o mundo está comprovadamente aumentando as suas emissões de carbono de acordo com os piores cenários, aqueles mais pessimistas que foram mostrados pela primeira vez há 25 anos. Há muito tempo perdido em piorar as condições climáticas do futuro. E a questão que fica é: teremos tempo para reverter isso, tempo e vontade política? Porque tecnologia nós temos. O senhor é autor líder em comitês do PNUMA em proteção do ozônio e do clima. O programa é a única instituição dentro do sistema das Nações Unidas que trata exclusivamente de assuntos ambientais. Que contribuições o PNU-

MA tem trazido para essa questão? As contribuições do PNUMA são inúmeras, desde tratados sobre desertificação, biodiversidade até o tratado ambiental de maior sucesso até aqui, o Protocolo de Montreal, para proteção da camada estratosférica de ozônio. Eu trabalho em comitês ligados a esse protocolo em particular desde 1991. O Protocolo de Montreal teve um sucesso tão grande e tão inédito que pode salvar a cadeia alimentar e nos livrar também de milhões de casos de câncer de pele, ao limitar, com sucesso, as emissões de gases produzidos pelo homem que degradavam a camada de ozônio e por isso nos submetiam, e a toda cadeia da vida, a um excesso de radiação ultravioleta.

“Há muito tempo perdido em piorar as condições climáticas do futuro” O senhor está desenvolvendo tese de doutorado no Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica na UFPB que envolve sistemas de ar condicionado solar. No mercado, já existe ar-condicionado que usa o Sol como fonte de energia. Quais os objetivos da pesquisa? Em que fase se encontra? Já é possível observar algum resultado? Os sistemas híbridos são compostos de painéis fotovoltaicos e aparelhos de sistemas de ares-condicionados convencionais. Em primeiro lugar, esses sistemas apresentam uma pequena redução nas emissões de carbono e também, por ser um ar condicionado convencional, utiliza fluidos refrigerantes de alto potencial de efeito estufa como os HFCs (hidrofluorocarbonetos) ou também de degradação de camada ozônio, ou ainda hidrocarbonetos de fonte fóssil. Já os sistemas de adsorção tal como o que desenvolvemos hoje no Laboratório de Energia Solar, no Cear,

funcionam praticamente 100% a partir do calor. Esse calor pode vir de coletores solares ou então ser utilizado a partir de calor residual de indústrias a temperaturas relativamente baixas de 60ºC a 80ºC. As emissões de CO2, resultantes desse tipo de sistema, são muito mais baixas num ciclo de vida e são utilizados fluidos refrigerantes sem impacto ambiental, como a água, ou de baixo impacto ambiental, como o etanol, que é também de fontes renováveis. Sabemos que o planeta passa por diversos problemas climáticos. Esses problemas são fenômenos naturais e é consequência dos hábitos de consumo da sociedade. Qual é o maior vilão? Sabemos que há ciclos climáticos naturais os quais não podemos caracterizar como problemas já que são naturais. O maior vilão, portanto, somos nós que, desde o início da primeira Revolução Industrial (1760), sugamos elementos do subsolo a uma quantidade cada vez maior e os transformamos em substâncias que são difíceis mais ainda de serem assimiladas pelo ecossistema ao nível do solo. O restante desses materiais nós depositamos diretamente sobre ecossistemas como, por exemplo, petróleo e resíduos de mineração. Tivemos esse desastre ambiental em Mariana (MG) que mostra, de uma maneira muito cruel, o efeito que se tem ao retirar minerais sem o devido cuidado com o tratamento de resíduos. No caso do petróleo, nós o queimamos para produzir CO2 além de outras substâncias que causam o efeito estufa.

“O desastre ambiental em Mariana mostra, de uma maneira muito cruel, o efeito que se tem ao retirar minerais sem o devido cuidado” FOCUSOLAR 7

ENTREVISTA | PAULO JOSE VODIANITSKAIA

O Brasil apresenta climas muito distintos. Os efeitos dessas mudanças também atingem esses locais de forma diferenciada em maior, menor grau ou igualmente? Sim, em geral, os efeitos das mudanças climáticas serão diferentes para cada região. Por exemplo, o Nordeste ficará ainda mais seco do que hoje; a Amazônia pode se transformar numa savana e, com isso, as secas do Sudeste devem se agravar. Não serão mais uma crise e sim, uma tendência. A região Sul passará por fenômenos climáticos extremos, ora de muita chuva, ora de seca, e a maior parte do Brasil perderá produtividade agrícola. Ou seja, não seremos mais celeiro do mundo, nem celeiro de ninguém. O nível do mar, sim, subirá para todos, inundando áreas costeiras onde se concentra a maior parte da população do Brasil, por isso esse é um problema especialmente crítico para o nosso país. O aquecimento do planeta, provocado pelo aumento dos gases do efeito estufa, altera os padrões das chuvas no Brasil. Em consequência, também desencadeia alterações na quantidade e na qualidade dos recursos hídricos. E o país depende de cerca de 70% da energia elétrica produzida pelas hidrelétricas. A crise hídrica que afeta muitos estados brasileiros, dentre outros fatores, é provocada pela escassez de chuvas. É possível fazer projeções sobre esse cenário? Quais as alternativas? O problema é que a variabilidade no regime de chuvas irá aumentar, ocasionando um cenário de maior risco e de maiores custos para suprimento da demanda a partir de fontes hidroelétricas. As melhores alternativas são a energia solar, a energia eólica e a de combustíveis de fontes renováveis. Mas a adoção massiva dessas soluções carece de políticas públicas com visão estratégica para um futuro sustentável. Hoje temos política sem visão, sem estratégia para um presente insustentável. O país, caracterizado por temperatu-

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consequências das mudanças climáticas, como enchentes, altas temperaturas, seca, desertificação, etc. Em longo prazo, qual realidade climática vamos enfrentar? Sem dúvida, a realidade climática que vamos enfrentar será mais difícil do que a de hoje. Teremos fenômenos climáticos mais extremos, mais frequentes e mais intensos. A variação de temperatura e umidade já ocasiona a expansão de vetores como o mosquito da dengue (Aedes aegypti) e outras doenças. Isso não é, infelizmente, comentado como deveria ser pela mídia no Brasil. A mídia parece desconhecer ou pretende desconhecer que existe um vínculo entre a propagação desses ti-

“A variação de temperatura e umidade já ocasiona a expansão de vetores como o mosquito da dengue e outras doenças” pos de doenças e as mudanças climáticas. Além disso, o aumento do nível do mar irá obrigar os governos em níveis municipal, estadual e federal a tomar medidas emergenciais, já que não é feito um planejamento de longo prazo de adaptação às mudanças climáticas; medidas emergenciais de alto custo para minimizar o impacto do aumento do nível do mar nas cidades costeiras no Brasil. O Brasil foi à 21ª Conferência das Partes das Nações Unidas para Mudanças Climáticas (COP21) em Paris (30 de novembro a 11 de dezembro 2015) com propostas consideradas ambiciosas. Restaurar doze milhões de hectares de florestas até 2030 e ter 20% da matriz elétrica oriunda de fontes renováveis, sem considerar a fonte hidrelétrica.

Esses acordos foram firmados entre Brasil e Estados Unidos no mês de junho. Qual o impacto dessas medidas para o refreamento das mudanças climáticas? Eu não considero ambiciosa uma proposta de zerar o desmatamento ilegal só em 2030. Se o desmatamento é ilegal, deveria ser zerado agora. E a fiscalização deveria ocorrer a partir de agora. Em termo de foco, está correto, pois o desmatamento, aliado ao avanço da fronteira agropecuária, trata-se do principal fator de emissões de gases efeito estufa do Brasil. O foco está realmente correto, mas a meta está muito aquém do possível e do desejado. Como os cidadãos comuns, a dona de casa, o agricultor, o empresário e as crianças podem fazer no dia a dia para contribuir na diminuição dos impactos? Os cidadãos comuns devem se tornar cidadãos incomuns para contribuir com a diminuição dos impactos ambientais e sociais. Primeiramente, o cidadão incomum buscará compreender em que medida as suas atividades, seus hábitos pessoais, os resultados das suas atividades profissionais afetam negativamente a sua própria saúde, a saúde da sua família e a saúde do ecossistema. Em segundo lugar, a partir dessa conscientização, minha expectativa para esse cidadão incomum é que ele mude as opções que nós tomamos todos os dias quanto à produção e ao consumo de bens e serviços. E talvez, indo além, mudar a concepção de consumo para o conceito de experimentação. Desvincular consumo, o que fazemos no nosso dia a dia, em termos de atividades comerciais, dos impactos ambientais que hoje nós encaramos, infelizmente, ainda com certa naturalidade. A partir dessa perspectiva de mudança, é possível se tornar um agente para que outros mudem também. Só quando houver um compromisso real, é que teremos uma sociedade sustentável. Sustentabilidade não se faz individualmente. Toda sociedade precisa estar disposta a mudar. FS

[Informe Publicitário]

AGOSTO 23-25, 2016 SÃO PAULO, BRASIL

A maior feira e congresso da América do Sul para o setor de energia solar.

Protótipo de sistema fotovoltaico flutuante.

MEIO AMBIENTE

NÃO FOI POR FALTA DE AVISO Estimativas científicas preveem que a terra alacançará temperaturas médias de 4ºC mais altas até o final do século, o que causará uma elevação de dez metros no nível do mar e a devastação da Amazônia, além de perdas brutais na produtividade agrícola. Essas previsões não foram feitas agora, mas ao final do século XIX. Desde o advento da revolução industrial, em 1760, o desenvolvimento passou a ser associado ao uso de energia, o uso intensivo de carvão nas indústrias e em meios de transportes mais rápidos e capazes de escoar o excesso de produção. A disseminação do uso do petróleo e seus derivados, a partir da segunda revolução industrial, definiu o padrão linear de exploração e consumo de combustíveis fósseis que predominam até nossos dias. No final do século XIX, o eminente químico sueco Arrhenius propôs a possibilidade de que a contínua emissão de gases que provocam o efeito estufa, resultante da combustão de combustíveis fósseis, aumentasse a temperatura da terra. Arrhenius até mesmo calculou de forma estimativa e com modelos matemáticos simples qual seria a variação da temperatura do planeta. E não errou por muito.

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TECNOLOGIA

SISTEMAS FLUTUANTES, UMA NOVA OPÇÃO Devido à falta de espaço em terra, desde março de 2015, o Japão colocou em operação uma das maiores plantas de geração de energia solar flutuante do mundo, sinalizando uma política de adoção da tecnologia eficiente e inovadora no país. O sistema é composto de dois parques solares, em Nishihira Pond e Higashihara Pond, em Kota City, Prefeitura de Hyogo. As plantas têm capacidade para gerar 1.900 MW, o suficiente para abastecer 920 residências típicas do Japão. Em muitos países, há uma falta de espaço para instalar plantas de geração de energia solar fotovoltaica em grande escala. Em paralelo, os sistemas de pequeno e médio porte sobre os telhados das residências e nas plantas industriais e usinas flutuantes de grande porte aparecem como opções de geração que podem contribuir com a matriz energética. Para evitar o uso de grandes áreas de produção agrícola ou aquelas destinadas à pecuária se faz necessário encontrar soluções alternativas e ecologicamente aceitáveis para plantas solares de grande porte. As superfícies ociosas dos lagos e dos grandes reservatórios das usinas hidrelétricas representam reais possibilidades de locais onde se podem implantar projetos de plantas de geração solar fotovoltaica com o aumento da oferta de energia elétrica através de fontes renováveis. Imagem: John McConnico/AP

Imagem: Power Clouds

CURTAS

Descongelamento de um iceberg em Kulusuk, na Groenlândia.

CURIOSIDADE

O SOL É FONTE PRIMÁRIA DE ENERGIA RENOVÁVEL E NÃO RENOVÁVEL

A luz do Sol a caminho da Terra

Principio da conservação da energia

A energia luminosa viaja no espaço na forma de ondas eletromagnéticas que alcançam a Terra e podem ser transformadas em outras fontes de energia útil.

A energia não pode ser destruída, mas transformada. Assim, as fontes de energia eólica, solar, oceânicas, petróleo, gás natural, carvão mineral, biomassa têm como fonte primária o Sol.

POLÍTICA ENERGÉTICA

Imagem: Eurosolution

É HORA DE CONSULTAR UM ESPECIALISTA E NÃO UM VENDEDOR

Gerando eletricidade em sua residência.

O Brasil criou, através do Ministério das Minas e Energias, o Programa de Desenvolvimento da Geração Distribuída de Energia Elétrica (ProGD) com o propósito de ampliar e aprofundar as ações de estímulo à geração de energia pelos próprios consumidores, com base nas fontes renováveis de energia, em particular, o sistema solar fotovoltaico. A instalação de sistemas de geração de energia elétrica sobre o telhado de nossas casas começa a ser uma possibilidade real e acessível em situações que antes eram inimagináveis devido aos elevados preços de importação, custo de instalações, falta de incentivos fiscais, políticas públicas de financiamentos específicos e, principalmente, recursos para pesquisa de desenvolvimento de produtos nacionais. O sistema solar de geração elétrica irá fazer parte do telhado de sua casa e vai operar em conjunto com a rede convencional da concessionária que fornece eletricidade para a sua residência. Atualmente, é possível ter o retorno dos investimentos no sistema solar de geração de eletricidade na primeira metade de sua vida útil, gerar energia de imediato e poupar no futuro os gastos com a conta da energia elétrica. FS

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Imagem: Moon-phases.info

A serviço da Terra A maior fonte de energia do planeta é um reator nuclear natural que garante a vida na Terra. A energia luminosa que é absorvida pela superficie do planeta representa 49% da energia solar que vem do espaço.

ENERGIA

TRANSFORMAR FONTES DE ENERGIA O DESAFIO DA TECNOLOGIA A humanidade é movida por diferentes formas de energia. Como a dominamos? Qual sua importância? ANDRéA MESQUITA ilustração: vinicius angelus

lém do benefício da vida, o Sol, através dos raios, disponibilizou para o homem primitivo o fogo. Provavelmente, foi através da combustão das árvores provocada pelos raios que o homem primitivo estabeleceu uma relação mais íntima com o fogo. O homem pré-histórico, ao fazer uso de galhos das árvores em chama, deu um grande passo para o desenvolvimento da humanidade. A chama iluminou e aqueceu a caverna, isolou-os dos animais e serviu para cozer os alimentos. Depois, os primitivos descobriram que as chamas poderiam ser mantidas de modo permanente como fonte de energia de calor, luz e segurança. Estes casos foram, provavelmente, os primeiros exemplos conhecidos dos benefícios energéticos obtidos pelo homem de uma fonte não muscular. Desde então, o homem passou a tirar proveito dessa forma de energia para melhorar sua qualidade de vida e conseguir avanços técnicos, como a fundição de metais, a preparação de cerâmicas e a criação de novos

utensílios para uso pessoal. Na sequência, inventou a roda e outros mecanismos de redução do uso da energia muscular e do aumento da mobilidade. Em seguida, aprendeu a usar a energia do movimento das águas, do movimento dos ventos e tração animal para a realização de trabalhos. Muitos séculos se passaram até a invenção da máquina a vapor. A aplicação do vapor como força motriz só se tornou realidade a partir dos trabalhos de Thomas Savery, em 1698. Estes trabalhos resultaram no motor alternativo a vapor que originou a revolução industrial. Foi o sucesso comercial do barco a vapor, símbolo da Revolução Industrial, que pôs em evidência a lenha e o carvão mineral como fontes de energia que transformaram o fogo em energia mecânica e permitiu a construção de grandes fábricas e seu uso nos meios de transportes. Mas, foi somente após a Revolução Industrial que o homem utilizou a energia química liberada da combustão dos combustíveis fósseis, em particular o carvão mineral e o petróleo, utilizados massivamente como fonte de energia, sendo, na atualidade, as principais fontes de ener-

“os primitivos descobriram que as chamas poderiam ser mantidas de modo permanente”

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gia da sociedade contemporânea. Em 1890, foi experimentada uma nova forma de eletricidade, denominada corrente alternada (CA). Esse conceito de geração central foi aceito, e a força motriz de origem elétrica, rapidamente, se tornou popular, sendo usada para muitas aplicações. Nessa época, a lâmpada de Edison foi a mais conveniente e limpa utilidade da energia elétrica, tornando-se economicamente mais viável do que o gás e a vela.

energia e a sociedade moderna Quando se fala em energia, fundamentalmente, estamos tratando de pessoas, ou melhor, de bilhões de pessoas que usam energia para melhorar sua qualidade de vida. Independente da região geográfica do planeta, a energia é a força motriz da economia moderna. No mundo desenvolvido, fontes confiáveis de energia promovem o surgimento de novas tecnologias e a melhoria dos serviços que enriquecem e prolongam a vida. A energia aciona os computadores, os meios de transporte e as comunicações. É fundamental nos avanços da medicina e em outros suportes tecnológicos

presentes em nosso cotidiano. Para as nações emergentes, o aumento da oferta de energia acelera o desenvolvimento e salva vidas. A energia permite, ainda, a expansão industrial, a modernização da agricultura, a intensificação do comércio e a melhoria dos sistemas de transportes. Estes são os pilares de sustentação do crescimento econômico que permite a criação de empregos, que ajudam na mobilidade social das pessoas e no futuro do planeta. Segundo o “Relatório Panorama Energético Perspectivas para 2030” da ExxonMobil: “O aumento na demanda de energia elétrica não é causado apenas pelas demandas de alta tecnologia dos países desenvolvidos, mas também pelas necessidades mais básicas e pelo crescimento econômico de países em desenvolvimento. A questão é atender onde ocorre a demanda por energia elétrica. Para isso, é necessário identificar as tecnologias que permitem a transformação de outras fontes energéticas em energia elétrica. O interessante é que o Sol ainda disponibiliza de forma direta ou indireta majoritariamente a energia que movimenta o planeta. Os avanços tecnológicos contribuem fortemente para essas transformações e para inserção de novas fontes de energia na matriz energética mundial.

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ENERGIA

As energias renováveis e o seu uso consciente O Brasil ocupa a sétima posição mundial como o maior consumidor de energia, de acordo com relatório do Banco Mundial divulgado em 2015. No País, 87% da energia elétrica é proveniente de hidroelétricas, que geram energia através de uma fonte limpa. Essa é a grande vantagem desse tipo de geração, no entanto a produção de energia por esse tipo de fonte está sujeita aos ciclos climáticos e às políticas públicas de preservação do ambiente. Segundo o Balanço Energético Nacional de 2013, o consumo de energia no Brasil cresceu quatro vezes mais que o PIB. Fatores como aumento da população, do número de veículos por habitante e da renda per capita estão mudando o perfil de consumo brasileiro em um ritmo que não consegue ser acompanhado pela capacidade de produção e distribuição de energia. É urgente a conscientização da sociedade para o uso racional de energia e da preservação de suas fontes renováveis, visto que a energia representa a possibilidade das populações presentes e futuras atingirem um nível satisfatório de desenvolvimento social, econômico e de realização humana e cultural. Muito se tem falado e escrito sobre as fontes de energia renovável como solução para substituir os combustíveis fósseis.

“NENHUMA FONTE ESTÁ SUFICIENTEMENTE DESENVOLVIDA PARA SUBSTITUIR OS COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS” Afinal, é possível um país suprir suas necessidades energéticas totais com Energia Renovável? O professor Zaqueu Ernesto, Diretor do Centro de Energias Alternavas Renováveis da Universidade Federal da Paraíba, avalia que, no atual estágio de desenvolvimento e inovações tecnológicas no setor de energia renovável, assim como, com as políticas de mitigação dos efeitos dos gases estufas adotadas em busca do desenvolvimento sustentável, há indícios positivos para o uso maciço da energia renovável. Diversos países como Irlanda, Noruega, Portugal, Escócia, Alemanha, Japão, Austrália, EUA, entre outros, já adotaram programas consistentes para incluir ou aumentar parti-

cipação em sua matriz energética da energia renovável. “Estes países não estão apenas acelerando instalações de aproveitamento, mas também estão integrando a energia renovável na infraestrutura existente, na perspectiva de, em longo prazo, fazer com que sua matriz energética seja fortemente apoiada na energia renovável”, destaca o professor. Para o especialista, as fontes de energia renovável podem fornecer os meios necessários para servir de elo na transição do uso das fontes de energia não renovável para as renováveis e ambientalmente sustentável. No entanto, nenhuma fonte está suficientemente desenvolvida para substituir os combustíveis fósseis. Cada uma destas fontes de energia renovável, com exceção da hidrelétrica, tem baixo impacto ambiental e, combinadas com os combustíveis fósseis, possuem potencial para evitar uma crise energética. O pesquisador conclui: “As fontes de energia renovável são frequentemente não centralizadas, levando a um maior controle e envolvimento do consumidor. No entanto, atualmente cada uma destas formas de energia não compete economicamente com os combustíveis fósseis, o que leva ao adiamento do uso maciço dessas fontes de energia para o futuro”.

Energia elétrica o “Santo Graal” da sociedade moderna A energia elétrica é insumo indispensável ao crescimento econômico e ao desenvolvimento social da humanidade. Seu consumo reflete a qualidade de vida da população por estar associado à utilização de bens e serviços pela sociedade. Um percentual significativo da demanda mundial de energia, em torno de 37%, foi destinado à geração de energia elétrica. Tal prospecção não é de se estranhar, uma vez que, de todas as formas de energia, a eletricidade é a mais adequada ao estilo de vida da sociedade moderna. De fato, a eletricidade é a forma de energia mais versátil, sempre presente em todos os usos energéticos finais dos consumidores. Hoje, a eletricidade é o “Santo Graal” da sociedade moderna. E para garanti-la às futuras gerações faz-se necessário à conscientização do seu uso racional.

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Imagem: AmbienteeEnergia

As Energias Renováveis e a matriz energética brasileira O Brasil, por ser um país tropical, tem Sol praticamente o ano inteiro em diversas regiões do país, porém essa energia irradiada não é aproveitada como deveria ser para integrar de forma consistente a matriz energética nacional. No entanto, os combustíveis fósseis, biomassa, hidroelétricas, termelétricas, eólica e nuclear são majoritários como insumos energéticos. Em particular, quando se analisa a oferta interna de energia elétrica fica evidente a supremacia das energias renováveis sobre as energias não renováveis para geração de eletricidade. Segundo o Ministério de Minas e Energia, a matriz elétrica brasileira é composta de 74,6% de fontes renováveis, enquanto apenas 23,6% das fontes são não renováveis. Esse percentual é muito superior na média mundial que é de 23,1% dos países do bloco da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico. A análise dos dados do Ministério mostra que, considerando apenas as fontes renováveis, a geração hidráulica representa 87,5 %

contra 12,5% de todas outras fontes, como biomassa, solar, eólica e outras renováveis.

“não é irracional acreditar que existe possibilidade de um país ter sua matriz energética composta 100% de energia renovável” Nesse cenário, as participações de 0.003% da energia solar revelam que este tipo de fonte é praticamente inexistente na matriz energética; já os 2.0% da energia eólica mostram um

avanço do uso dessa tecnologia de geração de energia. Segundo Zaqueu, “não é irracional acreditar que existe possibilidade de um país ter sua matriz energética composta 100% de energia renovável, no entanto atender a demanda crescente por energia de modo economicamente viável e sustentável é um desafio que tem de ser enfrentado por governos e consumidores em todo o mundo”. A solução para uma matriz energética brasileira “limpa” passa pela expansão de todas as fontes de energia e pelo desenvolvimento de equipamentos eficientes que minimizem os riscos ambientais agravados, sobretudo pelos gases de efeitos estufas. O tema é desafiador e inesgotável e certamente será assunto permanente de preocupações da sociedade. As demandas por energia tendem a crescer exponencialmente ao longo desse século. O desafio maior será o de harmonizar nossas necessidades energéticas com a defesa do meio ambiente e da sustentabilidade do planeta. FS

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ENERGIA

O SOL - MAIOR FONTE DE ENERGIA DA TERRA

Fenômenos climáticos

Energia Cinética

Aquecimento desigual da superfície da Terra

Energia do Sol transformada em energia de movimento das massas de água e do ar

Lu z

do S

ANDREA MESQUITA

Luz do Sol

z Lu l

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O Sol emite energia luminosa equivalente a 3,8 x 10E26 Watt. No entanto, menos de um bilionésimo desta energia – cerca de 1,7 x 10E17 Watt – alcança a Terra. Essa energia é suficiente para manter a Terra quente com suas variações climáticas e garantir a vida através do processo de fotossíntese. A energia do Sol se transforma de forma natural ou através de tecnologias desenvolvidas pelo homem em outras formas de energias para atender as demandas energéticas da atual sociedade. A energia elétrica é que abastece nossos lares, é um resultado dessas transformações. O fluxograma mostra os caminhos e as tecnologias desenvolvidas pelo homem para transformar a energia solar em eletricidade.

Fotossíntese Transforma a energia do Sol em energia química

Painel Solar Transformação direta da luz do Sol em energia elétrica

Energia química A energia armazenada no processo de decomposição de restos de plantas e animais

Energias Renováveis

Energia eólica

Energia das ondas

Energia das correntes marítimas

Energia hidráulica

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Combustíveis Fósseis

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l Termoelétrica

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Transforma a energia química dos combustíveis em energia elétrica

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ENERGIA | SOLAR

Restaurante Universitário da Universidade Federal da Paraíba faz uso de um sistema de aquecimento de água para lavanderia e pré-aquecimento de óleo da caldeira de geração de vapor.

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O SOL AQUECENDO A ÁGUA E ECONOMIZANDO

SEU DINHEIRO Conheça o funcionamento, as vantagens e as aplicações. chrisley wellen, juliana luz, lucélia pereira, maria alice

Imagem: SolarTech

créditos da imagem

ão há um símbolo tão brasileiro quanto o Sol: a cor que ilumina as festas, o calor que faz o povo tão acolhedor e, por que não, a energia que aquece nossas casas? O atual aumento de consumo de energia gerou uma busca por fontes alternativas renováveis, dentre as quais a energia solar tem maior destaque, por conta da sua facilidade de utilização. O Brasil é um dos poucos países no mundo que recebe uma insolação superior a 3000 horas por ano. E a região Nordeste conta com uma incidência média diária entre 4,5 a 6 kWh. Por si só, estes números colocam o país em destaque em relação a potencial solar. São inúmeras as formas de aproveitar a energia solar, entre as quais destacamos o sistema de aquecimento solar da água, projeto que foi desenvolvido graças ao trabalho dos pesquisadores do Laboratório de Energia Solar da UFPB, na década de 70. Da mesma forma que uma quantidade de água é aquecida se a colocarmos em um recipiente exposto ao Sol, os aquecedores solares de água usam esse fenômeno para proporcionar uma significativa redução na conta de energia elétrica de uma residência. Isso acontece através de um método bem simples: o sistema de aquecimento solar de água, que utiliza uma placa especial, colocada no telhado da residência, a qual absorve o calor do Sol e aquece a água que será utilizada para o consumo. Em seguida, a água aquecida é transportada para reservatórios térmicos e pode

se manter quente por mais de 24 horas. Esse sistema simples e altamente eficiente pode ser utilizado para uso doméstico, como em apartamentos, hospitais, restaurantes, hotéis, clínicas, etc. Na indústria, o aquecimento solar de água pode ser usado em aplicações cuja temperatura da água precise ser de até noventa graus, como na alimentícia ou têxtil. Também é possível aquecer piscinas, com o uso de coletores simplificados que fazem circular a água e mantém a piscina aquecida ao longo de um dia inteiro. O aquecimento solar térmico é um processo bem mais eficiente do que a geração de água aquecida através do sistema tradicional, que usa a energia elétrica. Com isso, são economizadas grandes quantidades de quilowatts-hora de energia elétrica, reduzindo a demanda do sistema de fornecimento de eletricidade e proporcionando uma vantajosa redução mensal nos custos financeiros de uma residência ou indústria, além de ser uma fonte totalmente limpa e renovável de energia, com grande potencial de produção no Brasil. Projetar, instalar e usar um aquecedor solar é uma tarefa simples, mas exige atenção a certos fatores que garantem sua confiabilidade e desempenho. Escolher um sistema de aquecimento solar adequado ao clima local e instalá-lo corretamente, com componentes de qualidade, resultará no aproveitamento da energia renovável por dez anos ou mais.

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ENERGIA | SOLAR

As vantagens de se utilizar um aquecedor solar O sistema de aquecimento solar de água funciona de forma moderna e sempre está se aprimorando através de novas tecnologias. Há um custo benefício enorme em sua utilização e são inúmeras as utilidades. Os painéis solares estão a cada dia mais potentes, ao mesmo tempo em que seu custo vem caindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável, pois o Sol aquece a Terra de forma totalmente gratuita. Em entrevista para esta reportagem, o professor Rogério Kluppel esclareceu que “o benefício inicial para o consumidor, que normalmente usa aquecimento elétrico, é que ele vai ter, segundo a ANEEL, 25% de economia na sua conta de energia, pois, de acordo com os dados fornecidos pela agência, o chuveiro elétrico é responsável por 25% do consumo residencial de eletricidade, então, se for instalado um aquecedor solar, a resistência de apoio vai funcionar duas ou três vezes por ano, como na minha casa, por exemplo, onde eu passei mais de três anos com o apoio desligado para ver quando eu iria precisar e não precisei, ou seja, usei apenas energia solar”.

Mais um dos benefícios da utilização desse sistema é o baixo custo de manutenção. As centrais necessitam de manutenção mínima; aquecedores solares de água de boa procedência têm uma vida útil maior do que dez anos para os seus componentes como coletores

“os aquecedores solares não poluem o ambiente de nenhuma maneira” e tanque, enquanto as tubulações de circulação e distribuição feitas em plástico termorresistente duram mais que o imóvel. Além disso, aquecedores solares não poluem o ambiente de nenhuma maneira e são a alternativa ecológica de excelência para prover água quente sem nenhuma contribuição para o grave problema de aquecimento global. Ainda, segundo Kluppel, “as vantagens

ambientais são inerentes a isso, porque você está deixando de pagar 25% da sua conta de energia e, ao mesmo tempo, está deixando de gerar esses 25% de eletricidade, então isso significa uma economia de água na barragem ou economia de óleo diesel ou qualquer outro energético, então você tem aí uma vantagem ambiental”. A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão. Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território, principalmente no Nordeste. Em locais longe dos centros de produção energética, sua utilização ajuda a diminuir a procura de energia nestes lugares e, consequentemente, a perda de energia que ocorreria na transmissão. Com tantas vantagens, o sistema de aquecimento solar de água é a maneira mais inteligente e ecológica de economizar e ter sempre água aquecida, graças à parceria entre a tecnologia e o nosso precioso rei Sol. FS

Sistema de Aquecimento Solar de Água O sistema de aquecimento solar da água é dividido em três subsistemas básicos: a captação, que é composta pelos coletores solares; o armazenamento, composto pelo reservatório térmico; e o consumo, que são os consumidores. O coletor solar é o equipamento utilizado para captar a radiação do Sol, transformá-la em energia térmica e, dessa forma, aquecer a água que passa por dentro do coletor solar, através de tubulações feitas de cobre

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e com isolamentos, para suportar as altas temperaturas e não perder calor, respectivamente. O Departamento Nacional de Aquecimento Solar explica que o coletor é dividido em partes, para uma melhor eficácia: a caixa externa, geralmente de alumínio, que serve para suportar toda a estrutura do coletor; o isolamento térmico, geralmente de lã de vidro ou rocha ou espuma de poliuretano, que minimiza as perdas de calor para o meio; a placa absorve-

dora (aletas), geralmente de cobre ou alumínio e pintadas de preto fosco, responsável pela absorção e transferência da energia solar para a água; a cobertura transparente, normalmente de vidro, que permite a passagem da radiação solar para o sistema, minimizando a perda de calor para o meio ambiente; e a vedação, que é importante para isolar o sistema da umidade externa.

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ENERGIA | SOLAR

O CALOR QUE RESFRIA OS SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO SOLAR SÃO UMA ALTERNATIVA PARA VENCER O CALOR E REDUZIR CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

Imagem: Rokez Constructions

Amaury Barros, Lylyanne Valeriano, Mariah Regina e Samuel Amaral

Central de ar condicionado solar - Hospital Regional Echuca, em Victoria, Austrália.

lbert Einstein, um dos maiores físicos de todos os tempos e que revolucionou o pensamento científico com a Teoria da Relatividade, também tinha o seu lado prático: uma de suas invenções, feita em parceria com o físico húngaro Leo Szilard e patenteada em 1930, consistia numa geladeira ultraecológica, que não prejudicava a camada de ozônio, pretendia gastar pouca eletricidade e era completamente silenciosa, pois dispensava aquele “motorzinho” presente nas geladeiras convencionais. Mas essa tecnologia incrível obedecia a um princípio ainda mais curioso: a geladeira de Einstein transformava calor em frio. E essa ideia, a de se produzir frio a partir de uma fonte de calor, sempre interessou ao Professor Antônio Pralon. Engenheiro mecânico formado pela UNICAMP (1980), com Mestrado em Engenharia Térmica pela Universidade Federal da Paraíba – UFPB (1985), doutorado em Ciências da Engenharia em Nice, na França (1990), e pós-doutorado em Refrigeração por Adsorção pelo Instituto Francês do Frio IndustrialIFFI/ CNAM, em Paris (2008/2009), Pralon esteve à frente, por mais de dez anos, de pesquisas que tinham como princípio norteador o frio solar. No âmbito do LES, o Laboratório de Energia Solar do Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) da UFPB, o primeiro do Brasil, Pralon

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desenvolveu um piloto demonstrativo de uma geladeira solar, uma máquina que transforma o calor do Sol em frio. O protótipo chegou a produzir 6 kg de gelo por dia, mas tinha aplicações de pouco alcance: era destinado a comunidades pequenas e isoladas, como uma colônia de pescadores, por exemplo. Mas essa geladeira solar foi o cartão de visitas de Pralon para um projeto ainda mais audacioso, pioneiro na América Latina: o desenvolvimento de uma central de ar-condicionado movida à energia solar. Em nível mundial, os franceses foram os primeiros a desenvolver estudos sobre o frio solar, com os quais Pralon pôde trabalhar em seu pós-doutorado. Em 2000, o professor trouxe a tecnologia desenvolvida na Europa para o LES, adaptando-a à realidade local e passando a coordenar uma equipe formada por alunos do Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFPB, professores da mesma Instituição, bem como das Universidades Federais de Sergipe e de Pernambuco (UFS e UFPE), dos Institutos Federais de Educação Tecnológica de Pernambuco e da Bahia, além da colaboração de duas das mais respeitadas entidades no estudo da energia solar e da refrigeração: o Instituto Fraunhofer de Energia Solar, em Freiburg, Alemanha, e o Instituto Francês do Frio Industrial.

R$ 800.000,00, em dez anos, de instituições, como o Fundo Setorial de Petróleo e Gás, via Ministério da Ciência e Tecnologia, e da Petrobrás, tudo institucionalizado pelo CNPQ. Uma vez demonstrada a viabilidade técnica do projeto, estima-se que o tempo necessário para que o investidor tenha retorno financeiro com a instalação do aparelho gira em torno de cinco a dez anos. Funcionando com 70% de

Imagem: Antonio Pralon

A ideia de usar energia solar para climatizar ambientes é interessante, pois a necessidade de resfriar um espaço decorre do fato de que nele a luz solar incide de maneira mais intensa, gerando mais calor. Dessa forma, quanto maior a disponibilidade de Sol, maior é a capacidade de se produzir frio: as curvas de demanda do “produto” (ar frio) e da “oferta” (Sol) são coincidentes. Para captar a energia solar e fazer funcionar o piloto demonstrativo do projeto coordenado por Pralon, os pesquisadores do LES colocaram em operação, em 2011, o maior campo de coletores solares planos da região Nordeste, que é chamado de “pulmão” do ar-condicionado solar. São 76 unidades de coletores de alta eficiência, cuja área de captação corresponde a 120 m² de um telhado de 220 m² no qual foram instaladas, e que alimentam com água quente um reservatório de sete mil litros. É no “pulmão” da central que a luz do Sol captada pelos coletores será transformada em energia e irá acionar os módulos adsorvedores, o “coração” do sistema, num processo extremamente complexo. Nesses módulos, além de água, está o carvão ativado, um meio poroso obtido com fibras naturais extraídas do coco ou da cana-de-açúcar, muito comuns no Nordeste. O carvão ativado vai interagir com um fluido, o álcool metílico, ou metanol, obtido através do petróleo, que exerce no ar-condicionado solar o mesmo papel desempenhado pelo gás nos aparelhos comuns. Essa interação do meio poroso (carvão ativado) com o fluido (metanol) é chamada de adsorção - com “d” mesmo, um neologismo criado para explicar o processo termodinâmico no qual um sólido absorve um fluído sem, no entanto, promover uma reação química. É aí que entra a energia solar: o metanol encharca o meio poroso (carvão ativado) a tal ponto que o satura, e a fonte de calor o regenera, liberando o fluido e refrigerando assim o ambiente. O piloto demonstrativo da central de ar-condicionado à luz solar recebeu financiamentos na ordem de

Sistema solar para produção de gelo, Laboratório de Energia solar da UFPB. luz solar, esse protótipo tem aplicações múltiplas, principalmente para o setor secundário, com destaque para as indústrias têxtil e alimentícia, e para o setor de serviços em geral: shoppings, supermercados, aeroportos e hospitais, como em todas as superfícies horizontais. Estima-se que o ar-condicionado solar representaria uma economia de até 50% da energia elétrica gasta pelos aparelhos comuns nesses setores produtivos. Mas é necessário investir. E os benefícios de um projeto como esse vão muito além da economia de energia ou da refrigeração

em si: ele é ecologicamente correto! O Professor Pralon explica que “em termos globais, para cada ‘unidade de frio’ produzida por equipamentos convencionais de ar-condicionado, uma quantidade equivalente de energia é consumida em usinas termoelétricas, o que significa despejar na atmosfera uma quantidade de CO2 importante. Portanto, em escala planetária, mais ar-condicionado, mais CO2 na atmosfera”, que é, quantitativamente, o principal responsável pelo efeito estufa. Nesse sentido, o ar-condicionado solar contribuiria para reduzir as emissões de gás carbônico na atmosfera. E não somente a energia do Sol pode ser usada para produzir frio, mas também outras fontes, como a chaminé poluidora de uma indústria, por exemplo. O calor emitido por elas seria utilizado para refrigerar ambientes, seguindo os princípios adotados com o calor solar. Além disso, toda uma cadeia produtiva é fomentada pelo ar-condicionado solar. Como já foi dito, o carvão mineral, que é saturado pelo metanol e libera o fluido com o calor do sol, refrigerando o ambiente, é obtido através das fibras de cana-de-açúcar ou do coco, muito comuns no Nordeste. A produção desses insumos no setor primário se beneficiaria com o projeto. Dados da Agência Internacional de Energia (AIE), fornecidos pelo Journal des Énergies Renouvelables, apontam que a “demanda energética para climatização deverá dobrar até 2050, o que levaria à necessidade de grandes investimentos para se adequar a rede elétrica a este importante aumento de consumo”, um panorama favorável ao investimento em projetos como o do ar-condicionado solar, que diversificaria a matriz energética brasileira. A ideia de se obter frio a partir do calor do Sol pode parecer estranha num primeiro momento, mas os estudos que foram coordenados pelo Professor Antônio Pralon demonstram que aquilo que o projeto de um ar-condicionado movido por energia solar tem de audacioso ou inusitado, também tem de sustentável, viável e econômico. FS

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ENERGIA | SOLAR

TRANSFORMAÇÃO FOTOVOLTAICA

Imagem: Visual Hunt

O PAINEL FOTOVOLTAICO É O CAMINHO MAIS CURTO PARA TRANSFORMAR A ENERGIA DO SOL EM ENERGIA ELÉTRICA

MIKAELLA PEDROSA, RENNAN HIDEO, LUCAS CAMPOS

ocê já imaginou poder produzir sua própria energia de maneira limpa e renovável? Sabemos que a geração de energia elétrica mais utilizada no Brasil é de origem hidráulica, mas, em tempos de seca, é necessário também ativar as termoelétricas. Ambas não são as melhores opções para o meio ambiente, mas existe um meio alternativo, e você próprio pode utilizar na sua casa: a energia fotovoltaica. Certo, o nome parece esquisito, mas nessa reportagem vamos explicar a você o que isso significa. Esse tipo de energia é aquela famosa energia solar que, através de painéis fotovoltaicos, transforma a luz do Sol em energia elétrica. É preciso entender, antes de tudo, que a energia solar tem aplicações: aquecimento de fluidos – geralmente utilizado para aquecer água, e a geração de energia elétrica – efeito fotovoltaico. O professor da Universidade Federal da Paraíba (UFPB), João Marcelo Dias Ferreira, doutor em sistema fotovoltaicos, em entrevista à equipe da revista Focusolar propôs-se a explicar esta última e desmitificar alguns aspectos da eletricidade gerada pelos raios solares.

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O FUNCIONAMENTO Os módulos fotovoltaicos, também conhecidos como painéis fotovoltaicos, são geralmente instalados nos telhados das residências. Estes são conectados uns aos outros e são responsáveis por absorver a luz solar, gerando energia de corrente continua (CC). Por sua vez, são ligados ao inversor solar, usualmente instalado próximo a um quadro de luz abrigado do Sol, do calor e da água, e são os responsáveis por transformar a CC em corrente alternada (CA), que é o tipo de corrente utilizada nos sistemas elétricos residenciais. Segundo João Marcelo, uma vez que estes dois dispositivos estejam instalados, a energia solar passa a ser automaticamente distribuída para a residência ou empresa. “Ela é jogada direto na rede elétrica, e a rede elétrica se encarrega de distribuir a energia que você está usando naquele momento, porque a geração e o consumo da energia são instantâneos”, explica o professor. A partir daí, o consumidor torna-se também produtor, responsável pela

geração de sua própria energia. A carga solar gerada em excesso – quando há uma maior incidência de raios ou quando se utiliza menos energia do que está sendo produzida – é injetada automaticamente na rede da concessionária, e isso é medido pelo relógio luz, também conhecido como medidor. Dessa forma, é gerado um crédito para o consumidor, que é retornado para o consumidor quando se tem baixa incidência solar, por exemplo, em dias nublados ou durante a noite. O professor explica que quanto mais energia é gerada, mais o consumidor será beneficiado: “Se ele (o consumidor) gerar mais energia do que consumiu, fica um crédito. Esse crédito pode ser aproveitado nos 36 meses subsequentes. Se não for aproveitado até os 36 meses, ele se perde”. Este excesso é fiscalizado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e possui regras específicas de uso em detrimento da localização e da classe de consumo do usuário.

A INSTALAÇÃO às suas condições financeiras, partindo então para o projeto. Sobre este, João Marcelo elabora: “Você vai ligá-lo à rede, então tem toda uma parte técnica vinculada à concessionária: você tem que pedir autorização e apresentar um projeto elétrico dessa instalação. Aí o engenheiro eletricista que vai assinar o projeto vai ter todo o cálculo, e isso vai passar por uma sabatina, os módulos serão autorizados e certifica-

“embora o investimento seja alto, é proveitoso para o consumidor e para o meio ambiente adotar esse sistema”

dos, para serem utilizados; da mesma forma, os inversores. Então existe uma série de parâmetros técnicos que têm de ser acertados no projeto e, após a autorização da concessionária, é que pode ser instalado”. Em resumo, após a visita técnica do engenheiro e do orçamento, manda-se o projeto para a concessionária e, uma vez tendo aprovação, instala-se o sistema. Toda essa fase que antecede a instalação definitiva do sistema fotovoltaico pode levar de noventa dias a até seis meses. Os materiais necessários para instalação são estruturas de fixação, placas, inversor solar, cabos, conectores, disjuntores e alguns outros elementos elétricos. Seguindo o modelo desenhado no projeto, o engenheiro irá começar a instalação, verificando onde ficará cada placa. Uma vez feito isso, retiram-se as telhas, e os suportes são parafusados, criando uma base de fixação. Os trilhos de alumínio são presos aos suportes e então se conectam às placas, assim como os cabos e conectores. Finalmente, o eletricista irá conectar as placas ao inversor solar, e este, por sua vez, à rede elétrica da casa.

Imagem: Stock Images

O estudioso em sistemas fotovoltaicos afirma que o processo de instalação não é simples. E, apesar disso, hoje, optar pela instalação de energia fotovoltaica é vantajoso, principalmente para aqueles que pagam contas de luz muito altas. Embora o investimento seja alto, é proveitoso para o consumidor e para o meio ambiente adotar esse sistema. As primeiras etapas são as mais simples. Primeiramente, é necessário verificar o nível de consumo mensal de energia, além de calcular o custo da instalação inicial. Este primeiro ponto é simples e, observando a conta de luz, já é possível descobri-lo – é necessário apenas procurar o valor de “Consumo kWh” ou “Consumo Faturado kWh”. O cálculo de custo pode ser simulado em casa, mas uma empresa de engenharia contratada dará uma noção muito mais precisa do capital que precisaria ser desembolsado. Para o próximo passo, o ideal é que se procurem algumas empresas especializadas que trabalhem com energia solar e faça a solicitação de um orçamento. Uma vez feito isso, é possível escolher entre aquela que melhor atende

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Talvez você nunca fosse informado sobre isso, mas a resolução normativa de 2012, RN382, estabelece que todo consumidor conectado às concessionárias de energia elétrica no Brasil tem direito de utilizar fontes de energias renováveis para gerar a sua própria energia. Os custos da instalação de um sistema de energia solar fotovoltaica dependem principalmente do tamanho e da complexidade da instalação. Os preços dos sistemas de geração de eletricidade via energia solar variam de acordo com a energia consumida no dia a dia.

você está gerando”. Assim, o usuário passará aproximadamente dez anos pagando pelo investimento. O equipamento, por sua vez, irá durar entre vinte e 25 anos. Assim serão de dez a quinze anos de vida útil e energia gratuita. O que o sistema gera em energia já estará quitado, pagando à concessionária apenas a taxa mínima de energia. Dessa forma, vemos que, juntando o custo de investimento das placas solares com a manutenção mínima que será necessária ao longo dos 25 anos, o preço que se pagou pela energia solar poderá ser mais barato que o da rede elétrica convencional. Além disso, existe a redução de perdas por transmissão e distribuição de energia, uma vez que a eletricidade é produzida pelo próprio consumidor.

Imagem: Publicdomainpictures

ENERGIA | SOLAR

Fotocélulas transformando a “uma vez instalado, energia luminosa em eletricidade você tem uma redução imediata de ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NA PARAÍBA sua fatura porque A geração de energia solar fotovolO governamental em política públitaica ainda é uma tecnologia bastante ca, isso significa você estabelecer mevocê estará incipiente na Paraíba, ou seja, ainda canismos que favoreçam a utilização são muito raros os casos de aplicações de energia renovável e políticas ecogerando sua desse tipo de energia no Estado. Além nômicas que digam: olha, vamos indisso, o número de empresas que rea- centivar a energia fotovoltaica/energia própria energia” lizam este tipo de projeto é reduzido e eólica”, relata.

Em entrevista, Marcelo conta que, hoje em dia, uma família com três ou quatro pessoas vai precisar de uma instalação com aproximadamente dois quilowatt (kW) de potência instalada em módulos e isso custa, hoje, em torno de 20.000 reais. “É raro você encontrar alguém que tenha 20.000 reais pra comprar um sistema. Obviamente, uma vez instalado, você tem uma redução imediata de sua fatura porque você estará gerando sua própria energia. Colocou no Sol, começou a gerar energia. Você já deixa de consumir uma parte de energia da rede da concessionária; daí você já deixa de pagar à concessionária esse montante que

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é carente em fontes de recurso. “O problema maior é a necessidade de um projeto e a instalação desses equipamentos, e não é qualquer profissional que o faz. Também não existe uma linha de crédito especifica; existe fundo para pessoa jurídica. Para pessoa física, o consumidor residencial, ainda não existe essa linha de financiamento”, explica João Marcelo. A problemática do incentivo, segundo o professor, seria uma das duas maiores razões para esse tipo de energia limpa ainda não estar sendo amplamente utilizado. Ainda que o incentivo tenha que partir também do ramo privado, João Marcelo bate na tecla do apoio governamental: “O incentivo tem que partir de duas fontes: governamental e privada.

Para o professor, a falta de conscientização também é um problema: “As pessoas não pensam que poderiam ter um negócio que vai economizar e vai contribuir com o meio ambiente. Instalar um módulo fotovoltaico, gerar minha própria energia. Vou fazer um investimento? Vou, mas que em dez anos vai estar tudo pago e ter tudo isso (energia) gratuitamente, sem investir em mais nada”. Ferreira acrescenta que há uma verdadeira falta de aproveitamento dessa fonte, uma vez que o Brasil, em especial o Nordeste, possui taxas de incidência de radiação solar muito superior que as da Europa. No estado da Paraíba ainda não existem usinas fotovoltaicas, mas já foram dados os primeiros passos para mudar esta situação.

BENEFÍCIOS PARA O MEIO AMBIENTE e soluções As energias renováveis são alternativas, benéficas e baratas, se houver políticas de investimento. Hoje, sem incentivo, são consideradas caras para a maioria dos brasileiros, mas, se houvesse uma consciência ambiental maior juntamente com um processo integrado de produção de energia, haveria o barateio do processo.

“É NECESSÁRIO LEMBRAR QUE AS FORMAS ATUAIS DE ENERGIA SÃO ESGOTÁVEIS, A LUZ SOLAR, no entanto, NÃO” O professor explica que o encarecimento se deve à lei da procura e oferta. “O problema é assim: quem dita todas essas regras é o mercado, a famosa lei da oferta e procura. Vamos seguir a linha de raciocínio: você chegou a uma loja de eletrônicos e quer comprar um laptop, aí o vende-

dor fala que tem um modelo por 2.500 reais. Aí você fala para ele: vou fazer assim, eu vou distribuir um computador para cada aluno da UFPB, eu vou comprar todos com você, por quanto você me vende? Muda de figura, 2.500 reais talvez ele vá te vender por 1.500 reais se você comprar até seis mil unidades. É a lei da procura e oferta”, conclui. Os impactos ambientais das hidrelétricas e termelétricas são grandes. Os prejuízos, no entanto, só serão percebidos a longo prazo, deixando assim a sensação de que não é um problema atual. As energias renováveis são fonte inesgotável de produção limpa. É necessário lembrar que as formas atuais de geração de energia são esgotáveis; a luz solar, no entanto, não. A conscientização, neste caso, é a maior arma que a população pode ter. Provamos os benefícios do sistema fotovoltaico e afirmamos que o barateio só será percebido com o aumento da demanda. Esse sistema não precisa ser majoritário, mas o mínimo aumento de adoção traz mudanças significativas. A integração dessas formas é o modelo ideal, assim como acontece na maioria dos países europeus. Acima do capitalismo, a qualidade de vida para a nossa e futuras gerações é a principal razão de uma maior consciência com o meio ambiente. FS

Imagem: Marcaux

Até aqui, estamos convencidos de que a energia gerada através de sistemas fotovoltaicos é limpa, renovável e abrangente. O professor faz alguns questionamentos e elenca algumas razões pelas quais esse tipo de energia deveria ser mais usado: “a energia fotovoltaica custa 1/3 da energia termelétrica. Por que a gente está pagando bandeira vermelha? Bandeira amarela? Por que a gente paga bandeira na nossa conta agora? Porque as termelétricas estão sendo acionadas. Os custos das termelétricas são mais altos do que os custos das hidrelétricas. Só que onde estão elas? Estão distantes dos pontos de consumo. A grande vantagem da energia fotovoltaica é que ela está disponível em todo lugar. Onde é que tem Sol no Brasil? Onde é que tem Sol no mundo? Em todo lugar”, desabafa. Surge então uma incógnita: por que não há um maior investimento nesse tipo de energia? O professor afirma que neste caso o interesse financeiro passa por cima do ambiental. “É melhor colocar uma termelétrica ou uma fotovoltaica? Interessa a quem colocar a fotovoltaica? A grande vantagem das termelétricas: eu tenho combustível pra queimar; eu produzo energia. Mas qual o custo disso? Ambiental. Vai além do econômico”, aponta.

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ENERGIA | EÓLICA

O MOVIMENTO QUE GIRA EM TORNO DE NÓS o poder dos ventos Imagem: Visual Hunt

Cristiano Sacramento, João Diniz, Vitor Feitosa

e você procurar no dicionário pelo conceito de “energia”, encontrará as seguintes definições: “1. Capacidade dos corpos para produzir um trabalho ou desenvolver uma força; 2. Modo como se exerce uma força; eficácia. 3. Qualidade do que é enérgico; resolução nos atos; firmeza. 4. Atividade diligente. 5. Força física. 6. Força moral. 7. Vigor. 8. Força em ação”. Contudo, mesmo com todos esses significados, ainda não fica claro para a maioria das pessoas o que é exatamente energia, pois nosso “amigo sabe-tudo” apenas define, sem realmente explicar. A noção inicial de energia que temos é como sendo “aquilo de que todo mundo precisa em sua casa” para fazer as atividades básicas do dia a dia e que, se faltar, por um instante que seja, gera todo aquele caos. Afinal, há coisa mais desesperadora do que ficar sem luz, internet, televisão, chuveiro elétrico e ventilação ao mesmo tempo? Para

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quem tem tudo isso em sua residência normalmente, pode ser uma situação complicada. Outro sentido de energia que nos vem à cabeça é “aquilo de que a gente precisa em nosso corpo para fazer exercícios”. De fato, no cotidiano, nossa movimentação depende totalmente da energia que absorvemos da alimentação, e os exercícios físicos mais ainda, e nada disso seria possível se não fossem os carboidratos que ingerimos. Eles sofrem vários processos dentro do organismo e terminam se transformando em glicose (açúcar), fornecendo energia necessária para as células do corpo. Mas essas concepções não vêm ao caso agora, porque a compreensão de energia na teoria influencia muito pouco na vida prática. Dentre todas as suas variedades, a que queremos discutir inicialmente é a energia cinética (a mesma das aulas de física do ensino

médio) e que está relacionada à movimentação de um corpo. Ela é extremamente importante para produzir uma grande parcela da energia elétrica que a gente utiliza em casa, visto que boa parte dela provém de usinas hidrelétricas aqui no Brasil. O motivo para que isso aconteça é simples: o território brasileiro possui rios em abundância, em especial aqueles extensos e que correm sobre planaltos e depressões. Isso facilita o uso da força da água para gerar energia cinética que, com os equipamentos necessários, é transformada em eletricidade. No entanto, esse não é considerado um meio de produção energética dos mais sustentáveis, já que interfere diretamente na natureza. Dentre os impactos resultantes das hidrelétricas, é possível citar a perda de fauna, flora e de solos agricultáveis, além do deslocamento de populações ribeirinhas.

LIMITES A preocupação com a situação climática mundial tem estado bastante presente em discussões entre os líderes das grandes potências econômicas e vem a todo o momento ocupando as páginas dos jornais. O aprimoramento de pesquisas demonstrou que é possível potencializar a produção de energia elétrica por meio de fontes renováveis que, além de serem inesgotáveis, não prejudicam o meio ambiente. Elas não substituem completamente as fontes não renováveis, mas surgem como uma das bases da filosofia do desenvolvimento sustentável, não obstante a participação da energia limpa no consumo mundial ainda seja muito baixa, se comparada, sobretudo, às fontes não renováveis. A energia eólica é uma fonte considerada limpa por não produzir o CO2, um dos causadores do efeito estufa, e seu aproveitamento em maior escala é uma alternativa cada vez mais

“é preciso observar o mapa de potencial eólico de uma região para saber se ela tem ou não condições de abrigar um parque eólico” utilizada pelos países que lideram o ranking de poluição do meio ambiente. Sem falar que a energia eólica transforma em energia útil algo que é encontrado em quase todo canto, até mesmo nos saquinhos de batata frita de supermercado: o vento. Mas para isso, não basta um local com meia dúzia de ventiladores ligados no máximo; é preciso observar o mapa de

potencial eólico de uma região para saber se ela tem ou não condições de abrigar um parque eólico. De acordo com dados do artigo publicado pelo professor doutor da UFPB (Universidade Federal da Paraíba) e especialista em fontes energéticas, Isaac Soares de Freitas, Estados Unidos, China e Índia aumentaram a capacidade de produção de energia eólica de 57% para 62%. Além de reduzir a emissão de gases poluentes, a instalação de turbinas eólicas tem baixo impacto ambiental, e os custos na geração deste tipo de energia são, em longo prazo, menores do que os das hidrelétricas e termelétricas. Apesar de o Brasil ser um dos maiores emissores de CO2 no mundo, a produção de energia eólica representa 1,1% de toda a matriz energética nacional, e fontes hidráulicas 72,7%, segundo dados do Balanço Energético Nacional – 2014/Ano Base 2013.

1. energia eólica Energia cinética gerada pela circulação dos ventos e das massas de ar devido ao aquecimento desigual da Terra pelo Sol é transformada em energia elétrica por aerogeradores ou “ cataventos ”.

2. Energia das correntes marítimas

Imagem: Vinícius Angelus

O deslocamento dos ventos e das massas de ar, as diferenças de temperatura, de salinidade e de pressão atmosférica, além do relevo submarino, são responsáveis pelo movimento das águas dos oceanos e criam as chamadas correntes marítimas. A energia cinética dessas correntes pode ser transformada em energia elétrica por turbinas semelhantes às turbinas eólicas.

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ENERGIA | EÓLICA

DESAFIO A geração de energia a partir dos movimentos dos ventos é uma alternativa extraordinária e seria perfeita caso fosse necessária apenas a instalação dos aerogeradores (termo técnico para turbinas eólicas), só que não acontece bem dessa forma. Para que se possa obter o aproveitamento desse tipo de energia, essa instalação deve ocorrer em localidades de ventos com velocidades acima de 3 m/s, como é, por exemplo, o caso de certas microregiões do Nordeste do país, conforme dados da EPE (Empresa de Pesquisa Energética). Apesar disso, mesmo em regiões privilegiadas, a produção de energia eólica tem desafios estruturais, uma vez que as turbinas eólicas não conseguem aproveitar todo o vento captado na geração de energia, devido especialmente à variação de velocidade do vento. Para minimizar as perdas, são utilizadas tecnologias associadas aos geradores elétricos como, por exemplo, o conversor eletrônico de potência. Ele

“a evolução natural do ciclo tecnológico fez com que novos equipamentos mais versáteis e funcionais surgissem” permite ao gerador operar com controle de velocidade variável e é empregado de acordo com o tipo de máquina usada no sistema de geração de energia. A evolução natural do ciclo tecnológico fez com que novos equipamentos mais versáteis e funcionais surgissem, aproveitando melhor as capacidades promovidas pelo vento. Graças a isso, os processos de produção de energia eólica ganharam novas gerações de turbinas mais eficientes e inovadoras. Os sistemas receberam vida e agora

trabalham em estruturas variadas, objetivando a possibilidade de adequação comercial aos investidores interessados em obter este tipo de produção energética. E o aperfeiçoamento de características técnicas das turbinas, como as citadas, já é tema de pesquisas pelo Brasil. A título de exemplo, no Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) da UFPB, existe um grupo de três docentes com formação especializada, dedicando-se a estudos na área. O tópico em questão é a análise do perfil aerodinâmico das pás dos geradores eólicos, assim como também o desenvolvimento das torres de suporte dos geradores, utilizando sistemas de treliças, substituindo os atuais em perfil cilíndrico oco. Ademais, ainda há outra equipe preocupada com a energia eólica no mesmo centro: um grupo de pesquisa no campo da eletrônica de potência, que estuda o monitoramento e a proteção de sistemas de energia eólica. FS

vale a pena apostar Segundo o World Wind Energy Association, a capacidade de geração de energia elétrica via turbinas eólicas instaladas no mundo alcançou 393 GW até de junho de 2015, dos quais, 21,7 foram instalados nos primeiros seis meses de 2015, o que representa 4% de produção de energia elétrica mundial. Este aumento é superior aos primeiros semestres de 2014 e 2013, quando 13,9 GW e 7,6 GW respectivamente foram implantados no mundo. Este percentual só tende a crescer, pois, à medida que a preocupação

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com as condições saudáveis do meio ambiente afloram, aumenta o número de agentes ativos que primam pela evolução deste quadro. Um exemplo disso é o mercado da China, que mostrou um grande desempenho na produção de energia eólica, aumentando sua capacidade de fabrico em mais de 7% nos últimos dois anos. O Brasil recentemente tornou-se o terceiro maior mercado consumidor de novas turbinas elétricas, fato que evidenciou o país como o maior mercado da América Latina. Além disso, cresceu e adicionou a seus rendimen-

tos incontestáveis 32%, tornando-se o maior empório para novas turbinas após China e Alemanha. Primar pelo bem-estar coletivo é dever dos agentes responsáveis por tal execução, e uma fonte de energia que não ofereça tantos riscos aos ecossistemas e à vida em sociedade é fundamental para o desenvolvimento da estrutura social. Assim, é pensando no bem comum que novas propostas devem ser articuladas, junto a planos que facilitem a vida de todos nós.

Aerogeradores de eixo vertical são inferiores tecnologicamente aos de eixo horizontal. Esta concepção de máquina tem como desafio lidar melhor com condições de turbulência. Suas torres são baixas, entre 10% a 50% da altura do próprio rotor, o que permite colocar o dispositivo de transformação de energia (gerador, caixa de velocidades, etc) na base do aproveitamento, o que facilita as operações de manutenção. Este tipo de equipamento não necessita de um dispositivo de orientação da turbina em relação ao vento, possuindo também uma velocidade de arranque mais baixa do que a dos aerogeradores de eixo horizontal, possibilitando operar a velocidades de vento mínima de 1,5 m/s e por isso são indicado em áreas com edifícios, árvores e outros obstáculos.

Imagem: Enerwise

Aerogerador de eixo horizontal em área urbana em Portugal.

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Imagem: Vinícius Angelus

PERFIL | ZAQUEU ERNESTO

CEAR,

UM PROJETO EM CONSTRUÇÃO Andréa Mesquita

Professor Titular do Departamento de Engenharia de Energias Renováveis, da Universidade Federal da Paraíba, acredita na maior participação da energia renovável para mitigar os problemas da matriz energética brasileira e como uma opção de desenvolvimento tecnológico para o Nordeste.

ascido em Itaporanga-PB, em 1955, Zaqueu Ernesto foi o sexto filho de Anatércia e Ernesto aos quais se juntaram mais oito para formar uma típica família nordestina. Desde criança, teve afinidade com as ciências mecânicas. Sempre acompanhou o irmão mais velho, seja na fabricação de brinquedos artesanais ou no Grupo Escolar, na cidade de Souza, onde teve aulas de construção e reparos de pequenos equipamentos. Em 1979, graduou-se em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal da Paraíba - UFPB, onde obteve também o título de mestre em Engenharia Mecânica, no ano de 1984. Em 1993, continuou seu processo de qualificação acadêmica em nível de doutorado no Institut National des Sciences Termique - INSA de Lyon-França, onde conquistou o título de doutor em ciências térmicas. Atualmente, é professor titular do Departamento de Engenharia de Energias Renováveis/CEAR/UFPB, no qual atua como docente permanente dos Programas de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e Pós-graduação em Energias Renováveis da UFPB. Para ele, “o domínio do tema da aula é imprescindível. No entanto, para formar um bom profissional de engenharia é necessário ter talento para a docência e dedicação de tempo para entender o perfil da turma”. E finaliza: “sempre ministro minhas aulas me vendo como aluno”.

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Além das atividades de ensino e pesquisa, o professor Zaqueu também exerce atividades administrativas. Na UFPB, ele foi Coordenador do Curso de Graduação em Engenharia Mecânica, do Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e do Laboratório de Energia Solar - LES. Atualmente, coordena Projetos de Extensão na área de energia solar, Grupos de Pesquisa e é Diretor do Centro de Energias Alternativas e Renováveis. As atividades de pesquisas são desenvolvidas no Laboratório de Análise Térmica, o qual dispõe de equipamentos de caracterização térmica de alta qualidade e de padrão internacional. Seus estudos são fundamentados em procedimentos teórico-experimentais na área de ciências térmicas, em particular, na caracterização térmica e radiativa dos materiais, utilizando o paradigma denominado de método inverso. A produção intelectual do Prof. Zaqueu Ernesto contempla artigos publicados em periódicos científicos (Qualis A1 internacional), dezenas de trabalhos completos publicados em anais de congressos nacionais e internacionais, trabalhos publicados em conferências internacionais, orientações de teses de doutorados e de dissertações de mestrados, além de dezenas de orientações de iniciação científica e diversas palestras e seminários sobre o uso racional da energia solar.

“a criação do Centro Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) é uma resposta direta à tendência mundial crescente de desenvolvimento de fontes de energia alternativas e renováveis, e para formação de profissionais de excelência” Alternativas e Renováveis, a partir da fusão do Laboratório de Energia Solar (LES) e o Departamento de Engenharia Elétrica (DEE) com propósito de juntar os esforços da UFPB na área de energia renovável. Nas palavras dele “a criação do Centro Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) é uma resposta direta à tendência mundial crescente de desenvolvimento de fontes de energia alternativas e renováveis, e para forma-

ção de profissionais de excelência com capacidade para atuar no mercado de energia”. Atualmente, o CEAR oferece cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Energias Renováveis; Programas de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e Energias renováveis e Curso de Especialização em Eficiência Energética Automotiva. Segundo Zaqueu, tudo isso faz parte de um planejamento que tem como meta final recuperar o prestígio da UFPB no que concerne à energia renovável. Para isso, continua lutando contra as adversidades para consolidar o Centro de Energias Alternativas e Renováveis. “Meu propósito é tornar realidade tudo que foi idealizado no projeto CEAR”, declara. “Faz parte de nossa missão formar grupos de pesquisas nas áreas de energia solar, energia eólica, biomassa, células à combustível e meio ambiente”, conclui o professor. O prof. Zaqueu Ernesto vê no relacionamento humano seu maior desafio. Para ele não é fácil juntar pessoas para fazer valer a missão do CEAR. “O individualismo ainda é muito forte”, revela. Mas acredita que pode somar os esforços para recolocar a UFPB, no cenário nacional, como referência na área de energia renovável. Os que o conhecem o reconhecem como uma personalidade provocadora, de pensamento proativo, que às vezes atrapalha o caminho que pretende construir. FS

Imagem: CEAR.ufpb.br

A qualidade de sua produção pode ser aferida pelas dezenas de citações em bases bibliográfica como a web of Science - ISI, Scopus, Scielo, Researchgate, Google Academico e pela sua condição de Consultor ad hoc de agencias de fomentos como: CAPES e CNPQ, Fundações de Apoio a Pesquisa e diversos Periódicos Científicos na área da Engenharia III. Zaqueu Ernesto é um entusiasta da disseminação da ciência e do intercâmbio entre instituições de ensino superior. No seu curriculum consta participação como presidente de comissões de eventos de grande relevância científica, tais como, Comissão Organizadora do I Congresso de Engenharia Mecânica do Norte-Nordeste (CEM-NNE) que passou a ser um dos eventos regular da ABCM - Associação Brasileira de Ciências Mecânicas, Comissão Organizadora do CONEM 2002, Organizador e Chairman do IPDO2010 - Inverse Problems, Design and Optimization Symposium. Além disso, idealizou e presidiu Colóquios dos discentes do Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFPB; e também foi Coordenador do Programa de Cooperação Franco-Brasileira para formação de engenheiros - Programa BRAFITEC “Brasil/ França Ingénieur Technologie” no âmbito da Convenção CAPES-CDEFI. Inspirado em uma visão sistêmica sobre a energia, Zaqueu propôs a criação do CEAR - Centro de Energias

Maquete do Prédio do CEAR.

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PLANTANDO ENERGIA

Imagem: shutterstock

MEIO AMBIENTE | BIOMASSA

A produção de combustível a partir de recursos naturais renováveis Beatriz Lauria, Carmem Ferreira e Danilo Monteiro

alor insuportável, ventilador ligado no máximo. O calor aumenta, o consumo de energia também sobe. Ação e reação. Os gases poluentes lançados por nós na atmosfera terrestre ameaçam a existência de todas as formas de vida. Reação de uma ação. No entanto, não estamos atentos às nossas ações. O planeta grita, mas estamos surdos. Queremos consumir como se não houvesse amanhã; como se todos os recursos energéticos fossem inesgotáveis. Não são. O uso indiscriminado desses recursos por parte do homem cobra o seu preço e cada vez mais rápido. É como uma bomba-relógio que está prestes a explodir e, em vez de tentarmos desarmá-la, continuamos alimentando-a com combustíveis que prejudicam o meio ambiente e a biodiversidade do planeta. No entanto, alguns estudiosos acreditam que é possível reparar esse estrago. E a solução pode estar na combinação de duas fontes de energias de natureza distinta. “A primeira é a criatividade humana que, aplicada na superação deste desafio através do desenvolvimento de tecnologias, promove, ao mesmo tempo, o desenvolvimento e a sustentabilidade”, afirma o ex-presidente da Petrobrás Biocombustível (PBio), Alberto Oliveira Fontes Júnior. “A outra são os biocombustíveis, sinônimos de uma nova era, de energia limpa e sustentável”, comenta.

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Formado na área de Engenharia Mecânica pela Universidade Federal da Paraíba, Fontes aposta no biodiesel como um combustível capaz de atender as demandas sociais de um consumo ecoeficiente dos recursos energéticos. “A sociedade moderna exige novos padrões de produção com necessidades urgentes de redução das emissões dos gases de efeito estufa, intensificando o uso das energias renováveis na matriz energética mundial.”, explica. O biodiesel é um combustível renovável, feito a partir da fusão de fontes vegetais (como a mamona, a soja, o girassol, entre outros) e de compostos químicos, como o metanol e o etanol. Graças à sua composição, ele é considerado um combustível limpo e orgânico. Com o crescente aumento do preço da gasolina e derivados do petróleo, a discussão acerca de novas formas de obtenção de combustível se inflama cada vez mais. De acordo com Alberto Fontes, “tradicionalmente, o homem adotou, como fonte de energia para seus modos de produção, os combustíveis de origem fóssil – como o petróleo, o gás natural e o carvão mineral. Para garantir o futuro da humanidade sobre a Terra, é necessário reconstruí-lo seguindo padrões de sustentabilidade”, argumenta. Como saída tanto para ajudar a natureza quanto para criar uma maior conscientização em nível ambiental, foram

Plantação de trigo para produção de biodiesel. desenvolvidos novos estudos acerca da produção do biodiesel no Brasil pela Petrobrás. Isto é benéfico por diversos motivos, pois, por ser uma energia renovável, este biocombustível pode ser obtido através do plantio de uma grande variedade de oleaginosas. Além disso, o Brasil possui terras cultiváveis com boa produtividade, suficientes para o plantio, como afirma o geógrafo alemão Gerd Kohlhepp em seu estudo intitulado “Análise da situação da produção de etanol e biodiesel no Brasil”. Isso mostra que não há forma de mencionar os biocombustíveis, em especial o biodiesel, sem levar em conta

as vantagens ambientais como a combustão menos agressiva à atmosfera - colaborando para a diminuição da poluição e do efeito estufa. Por isso, fica clara a vantagem deste biocombustível quando comparado ao diesel comum. No trabalho intitulado “Biodiesel: Parâmetros de qualidade e métodos analíticos”, os professores do Departamento de Química Analítica da Universidade Federal da Bahia, Ivon Pinheiro Lôbo, Sérgio Luís Costa Ferreira, juntamente com a professora do Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual de Santa Cruz, também na Bahia, Rosenira Serpa da Cruz, explicam que “o biodiesel apresenta vantagens sobre o diesel de petróleo, pois não é tóxico e é proveniente de fontes renováveis, além da melhor qualidade das emissões durante o processo de combustão”. Como o próprio nome já indica, energias renováveis são aquelas que mostram retorno mesmo sendo constantemente utilizadas. Um exemplo é o plantio de mamona para gerar biodiesel em que, após a retirada do produto do solo, logo é feito o replantio - o mesmo não pode ser dito do combustível fóssil mais conhecido, o petróleo, que chegará ao seu fim em alguns séculos. Além de ser uma fonte limpa, a produção do biodiesel gerará emprego e renda para o campo, principalmente pelo Brasil possuir um vasto território tropical, permitindo uma agricultura autossustentável. De acordo com o site BiodieselBR, portal considerado referência em informações sobre o mercado do biodiesel, a utilização deste combustível também aumenta a vida útil do motor por ser um ótimo lubrificante. Mas o que leva esta forma de energia repleta de benefícios ainda a não ser muito utilizada no país? As principais dificuldades da implementação e utilização do biodiesel no Brasil são, especialmente, em relação ao seu custo. Isso tanto para os produtores, quanto para os distribuidores.

Alberto explica que “serão necessárias medidas adicionais referentes à adequação da qualidade do produto para que seja possível a ampliação desse mercado” e que, devido à falta de competitividade entre o diesel a que estamos habituados e o biodiesel, “o consumo voluntário de B100 (biodiesel puro) poderá ser estimulado por outras políticas públicas, como o uso de diferencial tributário e da aplicação de subsídios que anulem o diferencial de custo, atualmente vantajoso ao diesel”. Uma questão problemática relativa a este combustível é o valor. Em longo prazo, o biodiesel promete gerar um consumo consciente e que cabe no bolso de quem dele necessita, mas, por enquanto, ainda é uma alternativa cara.

“o combustível fóssil mais conhecido, o petróleo chegará ao seu fim em alguns séculos” Aos poucos, porém, o biodiesel está sendo implantado por meio de misturas gradativas, como, por exemplo, o B5 (no qual, B equivale ao biodiesel e o 5 se refere à porcentagem deste combustível misturado ao óleo diesel). Ainda de acordo com Alberto Fontes, “atualmente, são consumidos 27 bilhões de litros de biodiesel no mundo. A quase totalidade dessa demanda deve-se à implantação de programas nacionais, estaduais e/ou municipais a partir da inserção dessas misturas obrigatórias”. Do ponto de vista dos produtores e como eles seriam beneficiados pelo envolvimento com os biocombustíveis, são observadas três vantagens iniciais:

a primeira é a inclusão social dos agricultores familiares, que são responsáveis pelo plantio e cultivo de grãos, entre outras tarefas; a segunda é a possibilidade de que “o produtor de biodiesel tenha acesso a benefícios específicos”, como afirma Fontes; e, por último, devido ao fato da exigência que o mercado fará em cima do setor de produção, existirá maior investimento em P&D (Pesquisa e Desenvolvimento) neste setor. Um desafio a ser contornado é que alguns óleos que facilitariam a diminuição do custo para a produção do biodiesel, tornando-o atrativo comercialmente e que possibilitariam a sua utilização no mercado energético, encontram uma barreira nas próprias unidades de processamento na sua absorção pelas máquinas. Este problema ocasiona a não utilização destes óleos para a composição do biodiesel. Espera-se que, a partir de uma melhoria nos equipamentos que fazem parte do processo de criação do biodiesel ou da aquisição de equipamentos com maior tecnologia, essas matérias graxas e novos óleos possam ser utilizados no futuro. A implantação e produção do biodiesel no Brasil nos garante a possibilidade de um desenvolvimento econômico que não compromete o futuro do planeta. Somos capazes de obter, simultaneamente, desenvolvimento e sustentabilidade. E isso é possível a partir do uso de energias renováveis na matriz energética. Com a chamada ‘’nova era’’, ao utilizarmos combustíveis que trazem energia limpa e sustentável, nós mostramos para o planeta que estamos fazendo algo a respeito. Estamos cientes de que os recursos energéticos se esgotam, iremos desarmar essa bomba-relógio e repararemos - ao menos um pouco - o dano causado. Podemos, assim, estar aptos a contribuir na diminuição deste calor insuportável, desligar nossos ventiladores e focarmos nossas energias em fazer deste, um mundo melhor. FS

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MEIO AMBIENTE | MUDANÇAS CLIMÁTICAS

O EFEITO ESTUFA NÃO É O VILÃO O efeito estufa é positivo para as nossas vidas, o problema é o excesso de gases promovido pela poluição DIANA ARAÚJO, FELIPE LIMA, Andréa Mesquita

e não houvesse o efeito estufa, a superfície do nosso planeta seria 32 ºC mais fria, e assim a vida como a conhecemos não seria possível. Portanto, o efeito estufa é algo positivo para as nossas vidas; o excesso de gases efeito estufa promovido pela poluição é que é o problema. Esta afirmativa é do consultor da ONU sobre mudanças climáticas, Paulo José Vodianitskaia. O efeito estufa é um tema que não é nada novo. Foi descoberto pelo cientista sueco Arrhenius, no final do Século XIX. O interesse atual pelo efeito estufa Andréa Mesquita é que ele está vinculado ao grande desafio ambiental que são as mudanças climáticas. A Geologia propõe a existência de eras quentes e outras frias ao longo da história do planeta, intercaladas por outras, de certo equilíbrio climático, como a que vivemos. Há 55 milhões de anos, no oceano, um escape de dióxido de carbono na atmosfera causou um rápido aumento de 5 ºC na temperatura média da Terra, semelhante ao cenário para um final de século e possível final da civilização. O cientista britânico James Lovelock prevê que seis bilhões de mortes serão causadas pelas mudanças climáticas. Os sobreviventes se refugiariam em regiões relativamente frias. Quem viver verá… A atmosfera é constituída predominantemente (99,97 %) por três subs-

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tâncias: nitrogênio, oxigênio e argônio, mas são outros os gases que provocam o efeito estufa. O vapor d’água, o dióxido de carbono (CO2) e o metano são exemplos de substâncias naturais, de baixíssimo teor na atmosfera, que são responsáveis por este fenômeno.

“Sentimos bem o efeito estufa proporcionado pelo vidro quando entramos em um carro fechado que ficou exposto ao Sol” “Sentimos bem o efeito estufa proporcionado pelo vidro quando entramos em um carro fechado que ficou exposto ao Sol”, exemplifica Vodianitskaia, para explicar como as ondas eletromagnéticas de radiação solar, radiação visível e ultravioleta de alto potencial energético atravessam a atmosfera e aquecem a superfície do planeta. “A superfície terrestre e a atmosfera, por sua vez, emitem radiação em comprimento de ondas infraverme-

lhas, de baixo potencial energético, a qual é descartada para o espaço, mas é parcialmente retida pelos gases efeito estufa. Eles são assim chamados pela semelhança funcional com o teto de vidro de uma estufa de plantas”, conclui. Paulo Vodianitskaia desmistifica o mito sobre os malefícios do efeito estufa ao afirmar que “a severidade do impacto que causamos não é somente devida à quantidade de gases efeito estufa que emitimos, mas também à sua qualidade, em especial, ao tempo em que eles permanecem inalterados na atmosfera, o que é algo específico de cada substância. A Indústria orgulhosamente sintetiza produtos químicos que são muito mais estáveis do que qualquer substância natural. Entretanto, a psicologia nos alerta de que o orgulho em excesso leva ao desastre”. No caso da degradação da camada de ozônio por substâncias persistentes como os clorofluorcarbonos (CFC), um desastre maior foi evitado pelo Protocolo de Montreal, tratado internacional que limitou e baniu esses gases. Outro desastre está sendo anunciado há várias décadas: o climático, de alcance e gravidade muito maiores do que qualquer outro. Cabe a nós enfrentá-lo. Para o especialista, a redução do efeito estufa está ligada diretamente à conscientização da sociedade da necessidade de mudanças de hábitos. FS

Imagem: conexaoplaneta.com.br

Aquecimento global - Emissão de gases de efeito estufa associada à geração de eletricidade por usina termelétrica a carvão natural.

O QUE VOCÊ PODE FAZER PARA REDUZIR O EFEITO ESTUFA •

Defender políticas públicas e ações de conscientização para que se privilegie o uso de energia renovável, como a energia solar, eólica e biomassa. E etanol no tanque!

•

Verifique a vedação dos sistemas de refrigeração, exija que o técnico recicle o gás quando fizer um reparo no ar-condicionado de seu carro ou em seu refrigerador (o mesmo vale para quando decidir descartá-lo) e, ao adquirir um novo, prefira modelos sem HFC.

•

Prefira alimentos orgânicos. Promova conversas e reuniões pela internet, assim você viajará menos! Ao viajar, compense as emissões. Diversas companhias aéreas já oferecem esta opção.

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Imagem: Vinícius Angelus

OPINIÃO

iante do atual cenário de crise de abastecimento de água, baixo nível dos reservatórios das grandes hidroelétricas e da ameaça concreta dos níveis de oferta de energia elétrica, é necessário que nossos governantes, em todos os níveis, busquem as instituições científicas, produtoras do saber, para resolver aqueles problemas da população que dependem da educação, da ciência e da tecnologia. Neste aspecto, existe uma diferença enorme entre os que trabalham com o saber e os que pensam a classe política. É sabido que nem sempre o ideal é o real, mas, quando a educação, a ciência e a tecnologia caminham juntas, é possível que o desenvolvimento socioeconômico se transforme mais rápido em benefícios para a sociedade em geral. Hoje, o Brasil discute o eventual colapso da energia e da água. Certamente teríamos um cenário mais favorável se as políticas de governo contemplassem a preocupação de modificar comportamento humano através do envolvimento da educação e a energia renovável. Nesta contextualização, teríamos explorado a integração da educação e a pesquisa através de ações que permitissem conduzir os jovens a

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ENERGIA RENOVÁVEL E EDUCAÇÃO buscar soluções também nas fontes ditas sustentáveis, para atender a demanda da sociedade por energia. Esta visão de futuro incluiria em seus objetivos o uso da energia renovável e da eficiência energética como indispensável ao processo de inovação e desenvolvimento da sociedade, assim como, indicaria a educação dos jovens, professores e consumidores como agentes de difusão da energia renovável para uso cotidiano no mais diversos setores da economia. Desde a revolução industrial, o crescimento econômico mundial está associado ao aumento da demanda de energia nos países em desenvolvimento. Não seria diferente nos países emergentes como o Brasil. “ Entre os 34 países que compõem a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico (OECD em inglês) o consumo de energia deve crescer apenas 4% entre 2010 e 2030. (Fonte: Energy Outlook 2015). Para fazer frente aos desafios do futuro cenário energético, faz-se necessário buscar novas alternativas ao modo de pensar e de produzir energia, inclusive o Brasil. É urgente que o Brasil busque alternativas científica e tecnológica para não ser o coadjuvante dos países do BRICS (Brasil, Rússia, Índia, China e África do Sul). Nesse contexto, duas ações podem contribuir para alcançar esse objetivo: criar um Programas de Ciência no Ensino Básico e Fundamental cujo objetivo geral é despertar nos jovens e professores, através, do ensino experimental o interesse pela energia renovável; e

criar Programas de Ensino Superior e Pós-graduação cujo objetivo é atrair os jovens já inicializados no programa de ciência para formar recursos humanos nos que sejam capazes de diversificar o uso da energia renovável através da pesquisa e do desenvolvimento de novas tecnologias sustentáveis.

“faz-se necessário buscar novas alternativas ao modo de pensar e de produzir energia” A Paraíba tem boas instituições de de pós-graduação que merecem destaque pela qualidade de seus pesquisadores e laboratórios, credenciando-as a liderar programas na área de energia renovável e eficiência energética, abrindo portas para estudo e oportunidades de carreira em disciplinas com ciência, tecnologia, engenharia e matemática, incentivando-os a seguir carreiras em ciências e engenharia, em particular, na de ENERGIA RENOVÁVEL. FS

Zaqueu Ernesto

Professor e Diretor do Centro de Energias Alternativas e Renováveis da UFPB

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