1. TRANSFORMANDO ENERGIA

Pare e reflita sobre a quantidade de aparelhos que utilizam energia elétrica para funcionarem: computador, celular, lâmpada, geladeira, ar condicionado, micro-ondas, secador de cabelo, etc. É impossível imaginar um mundo sem os aparelhos que utilizam energia elétrica.

As usinas são responsáveis pela produção da energia elétrica. Na verdade, a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada, portanto, uma usina transformada um determinado tipo de energia (potencial, nuclear, térmica, etc) em energia elétrica.

A produção e distribuição de energia elétrica envolve as seguintes etapas:

• Geração: ocorre nas usinas. No Brasil, cerca de 80% de toda energia elétrica produzida vem das usinas hidrelétricas.
• Transmissão: processo de condução da energia elétrica através das linhas de transmissão de alta potência que conectam as usinas até o consumidor final.
• Distribuição e comercialização: na venda de energia para os consumidores residenciais e de industriais, que no Brasil, são constituídas de 67% de empresas privadas e 33% de empresas públicas.

Vamos estudar os principais tipos de usinas, suas vantagens e desvantagens.

2. USINA HIDRELÉTRICA

A usina hidrelétrica funciona construindo uma barragem em um rio de planalto. A água adquire energia potencial gravitacional na barragem. Quando as comportas são abertas, a água desce e adquire velocidade (energia cinética). Ocorre aqui a primeira transformação de energia.

A água atinge as turbinas que começam a girar. A energia cinética da água em movimento se transforma em energia cinética da turbina.

No interior da turbina, através de um processo eletromagnético, a energia cinética da turbina é transformada em energia elétrica. A água que provocou o movimento das pás da turbina, retorna ao rio.

Uma usina hidrelétrica possui as seguintes vantagens:

• Rendimento elevado: converte em torno de 95%da energia potencial gravitacional da água armazenada em energia elétrica, que é uma fonte de energia renovável.
• A usina hidrelétrica produz energia 24 horas por dia, pois não depende de fatores climáticos como vento e incidência dos raios solares, por exemplo.
• A usina não emite poluentes, por isso é considerada energia limpa. O gasto com combustíveis é nulo, uma vez que utiliza a energia armazenada pela água como fonte de energia primária.

Uma usina hidrelétrica possui as seguintes desvantagens:

• É necessária uma vasta área livre, recursos hídricos em abundância em um terreno propício a construção da represa.
• O custo para a construção e manutenção de uma grande usina é bastante elevado, além de causar um alto impacto ambiental no ecossistema.
• Uma grande área precisa ser inundada e a população ribeirinha deve ser realocada e a flora e a fauna da região também são afetadas.
• O relevo deve ser apropriado, ou seja, não é possível construir uma usina hidrelétrica em um rio de planície.

O Brasil, a China e os países da América do Norte são os maiores produtores de energia elétrica através de usinas hidrelétricas. A vasta oferta de rios e chuvas no Brasil favorece a construção desse tipo de usina.

O Brasil produz mais de 80% da sua energia elétrica através das usinas hidrelétricas, como mostra o gráfico abaixo da matriz elétrica brasileira (2011).

O mapa abaixo mostra a capacidade instalada das usinas hidrelétricas no mundo.

3. USINA TERMELÉTRICA

A usina termelétrica utiliza a água (proveniente de um rio próximo) em uma grande caldeira. Essa água é aquecida através da queima de um combustível fóssil (carvão, óleo, etc).

A energia térmica gerada transforma a água líquida em vapor. A energia cinética das moléculas do vapor em alta pressão atingem a turbina. Desde ponto em diante, a produção da energia elétrica é idêntica a usina hidrelétrica.

O condensador é responsável por transformar o vapor superaquecido em água líquida que retorna a caldeira. O resfriamento no condensador é feito através da água do mar, que retorna ao ambiente em uma temperatura ligeiramente mais alta.

O aquecimento da água líquida é feito através da queima dos seguintes combustíveis: carvão mineral, gás natural e óleo bruto originado do petróleo. 42% das usinas termelétricas no mundo utilizam o carvão mineral como combustível. O gás natural e o óleo bruto representam respectivamente, 21% e 6% do tipo de combustível utilizado nessas usinas.

Uma usina hidrelétrica possui as seguintes vantagens:

• Economicamente viável, ou seja, o custo da energia produzida é baixo.
• Capaz de produzir energia elétrica 24 horas por dia desde que haja combustível fóssil disponível para a produção de energia térmica que aquece a água.
• Bom rendimento, em torno de 50%.
• Não é necessário condições especiais de relevo e clima para ser construída, bastando um terreno plano de pequena extensão e disponibilidade de combustíveis fósseis.

Uma usina hidrelétrica possui as seguintes desvantagens:

• A queima de combustível fóssil, que é utilizada no aquecimento da água, produz gás carbônico que é poluente. A emissão do gás carbônico na atmosfera contribui para o aumento do efeito estufa e o aquecimento global.
• O estoque de combustível fóssil na Terra é limitado.
• A construção das usinas hidrelétricas exige recursos hídricos e de relevo. Por isso, a usina termelétrica é o tipo de usina mais usado no mundo para a produção de energia elétrica.