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Física

Usina Eólica

Leonardo Rafael Pires
Publicado por Leonardo Rafael Pires
Última atualização: 22/9/2019

Introdução

Uma usina eólica, também chamada de parque eólico, é um espaço terrestre onde se encontram uma grande quantidade de aerogeradores, cataventos ou moinhos de ventos distribuídos a fim de transformar a energia cinética disponível nas massas de ar em energia elétrica.

Esse tipo de tecnologia é utilizada há milhares de anos para atividades como o bombeamento de água, moagem de grãos entre outras aplicações. Com a crise do petróleo na década de 1970, houve interesse em viabilizar o desenvolvimento de fontes renováveis de energia como a energia eólica. Estimativas apontam que em 2020 o mundo terá 12% da energia disponível sendo gerada pelas massas de ar.

Princípios de funcionamento de uma usina eólica

O princípio do funcionamento de uma usina eólica consiste na utilização da energia cinética das massas de ar. O movimento dos ventos podem ser ocasionado por dois principais fatores: 

  • variações de temperaturas levando a correntes convectivas 
  • rotação do planeta 

Esses fatores provocam diferenças de pressões no espaço, promovendo a circulação das massas de ar. Os ventos, quando se chocam com as pás de um aerogerador, impulsionam a rotação de seu eixo, onde um gerador está acoplado e, por indução eletromagnética, transforma a energia cinética em energia elétrica.

Energia eólica no Brasil

O Brasil possui alto potencial de geração de energia eólica. O território brasileiro tem capacidade de gerar até 500 gigawatts de potência, segundo a Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica). 

O país tem recebido programas de incentivos, como o PROINFA, para aumentar a participação de fontes alternativas renováveis de energia na matriz elétrica brasileira, embora a principal fonte de energia elétrica ainda seja a advinda de usinas hidroelétricas.

Complementaridade da energia eólica e hídrica

Uma estratégia que vem sendo avaliada no Brasil é a possibilidade da complementaridade da energia hídrica com a energia eólica, isto é, como as usinas hidroelétricas são dependentes da vazão hídrica, há momentos de queda de vazão, o que leva na necessidade do uso de outro sistema de geração de energia para garantir o seu fornecimento.

Percebeu-se que em algumas regiões do Brasil os períodos de queda da vazão hídrica geralmente coincidem com os períodos de maior potencial eólico. Logo, é possível utilizar uma usina eólica para complementar a usina hidroelétrica no fornecimento de energia em períodos de baixa disponibilidade hídrica. 

As grandes usinas eólicas podem atender uma parcela significa do sistema de distribuição de energia do Brasil eliminando alguns empecilhos, como as emissões de gases e a necessidade de grandes reservatórios hídricos. 

A maior dificuldade do uso desta tecnologia encontra-se nos aspectos econômicos associados aos investimentos da geração de energia eólica. 

Impactos ambientais

As principais vantagens da usina eólica estão ligadas ao seu baixo impacto ambiental quando comparada a outros sistemas de geração de energia, por ser uma fonte renovável associada a uma boa disponibilidade de geração de energia. 

Ela pode reduzir o consumo de combustíveis fósseis, já que não envolve o consumo direto de combustíveis e não há emissões de gases e de material particulado.

No entanto, como não é possível fazer o controle da disponibilidade da energia cinética dos ventos, seu uso é limitado.  Outra limitação é a necessidade de ocupação de uma extensa área para a geração de grandes capacidades. 

Os aerogeradores causam muitos ruídos e a presença de vários desses equipamentos promovem a poluição sonora do ambiente, as turbinas com múltiplas pás são as mais barulhentas.

Outro aspecto são os impactos visuais, o agrupamento de torres de geração de energia na usina eólica promove a modificação da paisagem natural gerando a poluição visual do ambiente.

O movimento das pás dos aerogeradores acarretam na turbulência no escoamento do ar. Essa turbulência acelera o processo de erosão de solos arenosos.

Outro impacto negativo da usina eólica é a possibilidade de interferência eletromagnética, que pode levar a perturbações nos sistemas de comunicação e transmissão de dados como sistemas de rádio e televisão.

As torres de geração de energia eólica podem interferir nos corredores de migração de aves ou habitats de animais silvestres.


Exercícios

Exercício 1
(ENEM/2008)

Uma fonte de energia que não agride o ambiente, é totalmente segura e usa um tipo de matéria-prima infinita é a energia eólica, que gera eletricidade a partir da força dos ventos. O Brasil é um país privilegiado por ter o tipo de ventilação necessária para produzi-la. Todavia, ela é a menos usada na matriz energética brasileira. O Ministério de Minas e Energia estima que as turbinas eólicas produzam apenas 0,25% da energia consumida no país. Isso ocorre porque ela compete com uma usina mais barata e eficiente: a hidrelétrica, que responde por 80% da energia do Brasil. O investimento para se construir uma hidrelétrica é de aproximadamente US$ 100 por quilowatt. Os parques eólicos exigem investimento de cerca de US$ 2 mil por quilowatt e a construção de uma usina nuclear, de aproximadamente US$ 6 mil por quilowatt. Instalados os parques, a energia dos ventos é bastante competitiva, custando R$ 200,00 por megawatt-hora frente a R$ 150,00 por megawatt-hora das hidrelétricas e a R$ 600,00 por megawatt-hora das termelétricas.”

Época. 21/4/2006 (com adaptações)

De acordo com o texto, entre as razões que contribuem para a menor participação da energia eólica na matriz energética brasileira, inclui-se o fato de

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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