Lua gerando eletricidade

Introdução
Se desconsiderarmos todas as guerras, conflitos,  e emissões de dióxido de carbono que gerou, o petróleo vem fazendo bem à humanidade. Ele fomentou o desenvolvimento mundial em velocidade acelerada, mas é um recurso finito e não renovável, o que significa que um dia se esgotará. 
A consciência de que a humanidade está envolvida em uma corrida contra o relógio, em relação a fontes de combustíveis, faz da energia alternativa uma questão crucial. Idéias como o etanol produzido de gramíneas, o biodiesel e a energia eólica e solar podem, em breve, começar a responder por boa parte da energia do planeta. Mas todas elas ainda enfrentam obstáculos em termos de geração de energia em larga escala. Por isso, os pesquisadores continuam a vasculhar o planeta em busca de novas maneiras de mantê-lo abastecido de energia.

Alguns acreditam que já tenhamos chegado ao pico de produção do
petróleo – o ponto em que nossa oferta, proveniente de plataformas
como esta, no Azerbaijão, começará a declinar.

Alguns pesquisadores decidiram que era hora de olhar também para além do planeta e começaram a dedicar atenção ao firmamento noturno. Ao que parece, existe uma maneira de gerar eletricidade da Lua - devido às marés criadas pela atração gravitacional que a Lua exerce sobre os oceanos da Terra. A Terra é atraída pelo Sol e pela Lua. O Sol é muito maior que a Lua, mas a Lua fica muito mais perto da Terra – cerca de 382 mil quilômetros, comparados aos 150 milhões de quilômetros que nos separam do Sol. A proximidade vale mais que o tamanho, no que se refere aos movimentos das marés na Terra. A Lua exerce sobre a Terra força gravitacional mais de duas vezes superior à do Sol [fonte: Office of Naval Research].

Pense na água encontrada na Terra como uma cobertura emborrachada única que envolve o planeta. Quando a Lua puxa essa cobertura em sua direção, ela se estica, de modo que perde densidade e se distende. Isso gera as marés altas. A cobertura fica mais fina no topo e no fundo, e isso gera a maré baixa. A atração da Lua é constante e é a rotação da Terra sobre seu eixo que leva diferentes áreas a experimentar marés altas e baixas em horários diferentes. 

Como existem essas marés previsíveis na Terra, alguns lugares do planeta obtêm energia do movimento das marés. Descubra de que maneira isto pode acontecer.

Produção de energia por turbinas subaquáticas

A atração gravitacional da Lua sobre os corpos aquáticos cria marés. Esse movimento, por sua vez, cria energia cinética na água. Tudo que se movimenta tem energia cinética - quer se trate do vento ou de uma bola rolando. A energia cinética pode ser capturada pelos seres humanos por meio de moinhos de vento. Os pesquisadores estão tentando explorar a energia das marés utilizando um esquema semelhante ao usado nos moinhos de vento. 

Turbinas subaquáticas (ou de maré) são um conceito bastante simples. Trata-se essencialmente de moinhos de vento instalados no fundo do mar ou em um leito de rio. A corrente subaquática produzida pelas marés faz com que girem lâminas dispostas como as hélices de um avião. As turbinas estão conectadas a uma caixa de engrenagens, por sua vez conectada a um gerador elétrico. Ele produz a eletricidade, que um cabo elétrico transporta a para terra. Quando esse cabo é conectado à rede elétrica, a eletricidade gerada no mar pode ser distribuída [fonte: New Scientist (em inglês)].

Ainda que turbinas subaquáticas sejam essencialmente o mesmo que moinhos de vento, elas têm alguma vantagem sobre os moinhos, que requerem terrenos, especialmente as fazendas eólicas - conjuntos de dezenas ou centenas de moinhos de vento. O futuro do uso da terra (a maneira como a terra é desenvolvida e como ela é usada) está se tornando um importante tópico de discussão. Com seis bilhões de pessoas no planeta (um número que não pára de crescer), espaço vale muito - e não só para habitação, mas para plantio e muito mais. As turbinas subaquáticas contornam esse problema. 

Outra vantagem da captura da energia subaquática vem da alta densidade da água. A água é mais densa que o ar, o que significa que a mesma quantidade de energia pode ser produzida por uma turbina subaquática e um moinho de vento, mas requerendo menor velocidade e menos área. Além disso, embora a quantidade de vento que passa por qualquer área determinada de terra possa ser imprevisível, a energia cinética das áreas de maré é confiável. Tanto a maré alta quanto a baixa são tão previsíveis que uma determinada região de maré pode ser expressa em forma de kilowatts-hora de eletricidade que ela seria capaz de produzir por turbina.

Os cientistas vêm examinando a quantidade de energia encontrada em uma área de maré em intervalos mensais. Existem duas medições principais: a velocidade média de pico é a mais alta velocidade de movimento de maré que pode ser constatada na área em um único mês. O ciclo médio de pico é o menor ponto de velocidade que uma área de maré experimenta em um mês [fonte: Carbon Trust (em inglês)]. Essas duas medidas podem ajudar a aproximar as maiores e menores velocidades encontradas em qualquer área de maré ao longo de um mês. 

Além das marés, existem outras características que afetam a velocidade da água. O terreno circundante (por exemplo, se a área for rochosa ou arenosa) determina de que maneira a água se move. Se uma área de maré é estreita ou larga, isso pode afetar a velocidade. Um canal estreito pode concentrar o movimento da água e acelerá-lo. 

O movimento das marés e as características dos corpos aquáticos podem ser levados em conta no papel, mas só quando testes práticos são realizados a compreensão real do impacto das turbinas de maré pode surgir.

Mergulhar sem experimentar a água?

Pesquisadores têm uma boa idéia sobre a maneira como a água se movimenta em áreas de maré, mas alguns fatores permanecem desconhecidos. Esses pesquisadores temem que os seres humanos levem adiante (e rápido demais) a tecnologia das turbinas subaquáticas, sem compreender completamente o impacto que ela poderia ter.O que acontece quando grande número de turbinas subaquáticas são concentradas em áreas de maré? Embora a energia não possa ser criada ou destruída, pode ser capturada e transferida a outros usos, como para atender à necessidades elétricas. 

As turbinas de maré são tão atraentes que alguma pessoas temem que se comece rápido demais a produzir energia com elas. Turbinas subaquáticas não emitem CO2, e a tecnologia é benigna: a produção de energia pelas turbinas é passiva, transformando em eletricidade a energia cinética contida no movimento das marés.

Existem poucos dados quanto ao impacto que as turbinas subaquáticas poderiam ter sobre os ecossistemas marinhos. Uma lâmina girando rapidamente poderia facilmente atingir com apenas um golpe os peixes que se aproximassem. Mas, é bom saber que as turbinas marinhas giram lentamente - a um ritmo de 10 a 20 rotações por minuto (rpm).Turbinas que se movimentam a cerca de 60 centímetros por segundo não representam grande ameaça aos peixes. Mas e quanto às turbinas de futura geração, que podem girar em velocidade mais alta?

Existe uma falta de dados sobre o impacto ambiental das turbinas. Há dúvidas quanto ao impacto que o ambiente aquático teria sobre a tecnologia. Por exemplo, as turbinas ou rotores serão atacadas por moluscos que se fixem às suas pás, reduzindo sua velocidade ou até paralisando-as?

Para responder a essas perguntas, projetos-piloto de turbinas foram criados em todo o mundo. O primeiro deles a produzir eletricidade fica no fundo do canal de Kvalsund, na Noruega. A turbina apresenta lâminas de 10 metros de comprimento que giram a 7 rpm, e tem cerca de 20 metros de altura em sua porção mais alta, no fundo do mar. Em setembro de 2003, o gerador da turbina foi conectado à rede elétrica de Hammerfest, uma aldeia local. A turbina sozinha produziu 700 mil kilowatts/hora ao anual - o que gera energia suficiente para abastecer cerca de 35 casas na área.

Outro grupo está avaliando o impacto das turbinas sobre a vida aquática. A Verdant Power colocou em operação cinco turbinas de 35 kilowats com equipamento para monitorar a vida aquática adjacente. Os peixes são detectados e acompanhados quando chegam a menos de 18 metros do equipamento, e os dados são registrados. Até agora, nenhum peixe foi atingido pelas turbinas.

A Verdant também está envolvida em um projeto no East River de Nova York. Seis turbinas de maré de 35 kilowatts foram instaladas em um canal com correntes de até quatro nós (uma milha náutica por hora). As seis turbinas produzem a energia que abastece uma loja e um estacionamento vizinhos ao local. A Verdant planeja expandir o projeto e acrescentar turbinas que produziriam eletricidade suficiente para abastecer quatro mil casas.

O Reino Unido também está estudando o potencial de produção de eletricidade por turbinas subaquáticas. A Marine Current Turbines, uma empresa britânica, instalou um par de turbinas em um pilar único, fincado no piso do Mar do Norte ao largo da costa da Irlanda. As turbinas são imensas, com lâminas de 18 metros de comprimento. Quando giram, produzem 1,2 megawatts de eletricidade [fonte: New Scientist].
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