01/07/2009 - 0:00
Moinhos de vento no céu, sol em miniatura, metanol de carbono
Daqui a três anos, a população mundial atingirá o número assombroso de 7 bilhões de pessoas. De acordo com estudos da Organização das Nações Unidas (ONU), a quantidade de habitantes do planeta deve se estabilizar nos 9 bilhões em 2050. Esse aumento obriga e estimula a procura de meios para a obtenção de energia em abundância. Mas, diante do atual quadro de crise ambiental, uma condição básica se impõe: qualquer nova tecnologia deve partir do pressuposto de que é preciso evitar ao máximo mais agressões ao meio ambiente. Assim, o desafio está lançado: só nos resta apostar em tecnologias inovadoras e não poluidoras. Muitos projetos que respeitam essa cláusula já estão em andamento
À esquerda, parte do laboratório onde está sendo desenvolvido o Reator Termonuclear Internacional, na França. Abaixo, concepção artística das FEGs, planadores que transformam energia eólica em elétrica.
Nos Estados Unidos, cientistas da Universidade de Stanford fizeram uma estimativa aproximada de quantos watts as turbinas eólicas do país poderiam produzir por meio de cálculos que tomaram por base padrões de movimento do ar. A energia gerada por ventos que sopram a até 80 metros de altitude equivale a 72 trilhões de watts. É importante lembrar que a velocidade dos ventos aumenta com a altitude. Considerando isso, imagine a quantidade de energia que esses moinhos poderiam gerar se estivessem num patamar ainda mais alto. De acordo com Cristina Archer e Mark Jacobson, engajados na pesquisa, as pás de um rotor situado a cerca de 100 metros de altitude podem gerar 250 vezes mais energia do que um mecanismo próximo ao chão.
A energia Solar é a mais cotada para abastecer as casas. Engenheiros Planejam enviar painéis solares ao espaço e cientistas estudam meios de criar um sol na terra
Essa é a ideia central de um projeto promissor desenvolvido pelo australiano Bryan Roberts, professor de engenharia da Universidade de Tecnologia, em Sydney (Austrália), e membro da Sky WindPower, companhia com sede em San Diego (EUA) que executa o projeto. O objetivo é construir planadores com rotores, chamados de “geradores de eletricidade voadores” (FEG, na sigla em inglês), para que se possa alcançar uma altitude de pelo menos um quilômetro, região onde os ventos são ainda mais fortes. Antes de aterrissarem, os rotores enviam a energia gerada para baixo por meio de um fio condutor com quilômetros de extensão.
A vantagem desses planadores é que, se os ventos mudarem de direção, eles os acompanharão. Essa concepção alternativa, no entanto, ainda tem de ser aprimorada. A falta de investimento é um dos fatores responsáveis pelas deficiências.
Trabalho semelhante é desenvolvido nos EUA pelo Instituto Politécnico de Worcester (WPI, em inglês). Diferentemente dos FEGs, os planadores do WPI flutuam e, quando os ventos os atingem, produzem solavancos e pulsos nos fios, que carregam de energia um gerador no solo. Os primeiros modelos parecem máquinas do século 19, mas funcionam bem.
Outro tipo de energia muito promissora é a solar. Apostando nisso, a companhia Pacific Gas and Electric (PG&E), de São Francisco (EUA), declarou que a partir de 2016 comprará 200 megawatts de eletricidade da Solaren Corp., uma empresa em ascensão que afirma ter destravado o potencial energético do espaço. O projeto consiste em pôr painéis na órbita terrestre para captar os raios solares no espaço, onde são mais fortes. A ausência dos filtros atmosféricos da Terra, das nuvens e dos ciclos de dia e noite torna as bases espaciais uma fonte estável de energia. Além disso, a luz do sol que atinge os painéis pode ser dez vezes mais poderosa do que a que chega à superfície terrestre.
Da esquerda para a direita, no sentido horário, uma maquete do projeto Iter; Mark Jacobson e Cristina Archer, cientistas engajados em cálculos da energia gerada pelos ventos; e, por último, ilustração dos satélites com painéis solares no espaço.
Mas como enviar a energia captada à Terra? Segundo Gary Spirnak, chefe executivo da Solaren, a tecnologia de transmissão está baseada no que é usado hoje pelos satélites de comunicação. Os painéis captariam energia solar, que seria convertida em eletricidade pelos satélites; estes, por sua vez, mandariam a energia às nossas redes de eletricidade por meio de ondas de rádio. A Solaren garante que essa tecnologia de transmissão estará pronta dentro de sete anos. No momento, e também para o pessoal da Solaren, o maior desafio dos engenheiros é a verba. Enquanto o investimento para tecnologias de energia renovável costuma ficar entre R$ 210 milhões e R$ 420 milhões, o projeto das fazendas espaciais de energia solar exigiria entrar na casa dos bilhões.
Se não pudermos enviar painéis ao Sol, que tal trazer o Sol à Terra? Criar um Sol em miniatura num laboratório é uma das maiores ambições dos cientistas. Por mais de 50 anos, os engenheiros tentam construir um reator de fusão nuclear.
O grande problema, nesse caso, é a questão tecnológica. Num processo de fusão básica, os átomos de hidrogênio colidem entre si; da reação resultam hélio e liberação de energia. Para realizar tal feito, a colisão deve ocorrer em uma temperatura elevadíssima, de centenas de milhões de graus Celsius. Sem contar que a matéria só existe em forma de plasma – uma sopa de elétrons, com carga negativa, e átomos positivos e neutros. É muito difícil controlar o plasma. No Sol, ele fica unido pela gravidade; já na Terra, o reator precisaria ter um contêiner resistente. Detalhe: nenhum material se mostrou suficientemente forte para suportar o contato com essa matéria quentíssima.
A fim de contornar o problema, os físicos projetaram máquinas de eletromagnetismo para atrair as partículas carregadas que formam o plasma. No entanto, nenhuma tecnologia conseguiu segurar o plasma de hidrogênio em fusão por tempo suficiente para produzir mais energia do que a colocada para gerar o campo magnético. Um bom reator produz 6,5 watts de energia, mas são necessários 10 watts para que a reação ocorra. Ainda assim, já foram investidos cerca de R$ 32 bilhões no Reator Termonuclear Internacional Experimental (Iter, em inglês), em construção no sudeste da França. Esse projeto envolve pesquisadores da Europa e de países como Japão, China, Índia, Coreia do Sul e Rússia
O Iter hospedará um compartimento magnético do formato de um donut (bolinho redondo com um buraco no meio), chamado tokamak, com 17 metros de diâmetro. Ele estará envolto por anéis de nióbio supercondutores capazes de criar campos magnéticos 100 mil vezes mais poderosos que o terrestre. Esses campos terão duas funções: em primeiro lugar, aquecer a nuvem de hidrogênio até a temperatura para a fusão; em segundo, forçar o plasma a assentar em uma nuvem na forma do anel, longe das paredes do tokamak. Quando o plasma sai de controle, libera uma força magnética devastadora que pode comprometer toda a experiência.
Por falar em tecnologia inovadora, cientistas do Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia de Cingapura descobriram uma forma de transformar o vilão do aquecimento global, o dióxido de carbono (CO2), em metanol, que pode ser aproveitado na produção de biocombustível ou até mesmo ser usado como um. No caso do trabalho, ele resulta da redução – tipo de reação química na qual há ganho de elétrons – entre o CO2 e o composto químico hidrosilano (combinação de sílica com hidrogênio), com a participação do catalisador orgânico NHC (carbeno-N-heterocíclico). A grande vantagem dessa reação é que, como o NHC é estável, ela pode ser feita em condições climáticas amenas. As tentativas anteriores de conversão de CO2 exigem mais gasto energético e tempo. Os cientistas, no entanto, ainda não afirmaram se há possibilidade de fazer o processo em escala suficiente para transformar o CO2 liberado por nós.
PARA SABER MAIS
www.solaren.com
www.skywindpower.com
