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Usinas termoelétricas – A energia da combustão

As usinas termoelétricas (ou termelétricas) são grandes instalações, que geram energia elétrica a partir da queima (ou combustão) de materiais não renováveis como: carvão, petróleo e gás natural, e também de fontes renováveis como a lenha, o bagaço de cana, etc.
foto da usina termoeletrica da petrobras de juiz de fora minas gerais
Foto da usina termoelétrica da Petrobras de Juiz de Fora (Minas Gerais) em 2010. Foto da Petrobrás.

Geração de energia elétrica nas termoelétricas


As usinas Termoelétricas são fontes primárias consideradas em sua maioria não renováveis dependendo do combustível. O movimento dos geradores se dá através da queima de gás natural, carvão ou óleo combustível em uma caldeira. Esta gera vapor a partir da água que é conduzido a uma alta pressão por uma extensa rede de tubos até chegar às pás da turbina. A função do vapor é movimentar as pás de uma determinada turbina, onde o rotor gira juntamente com o eixo de um gerador produzindo a energia elétrica. (AMBIENTE BRASIL, 2012) (MARQUES, 2013)

A potência mecânica obtida pela passagem do vapor através da turbina faz com que ela gire e com que o gerador também por estar acoplado mecanicamente à turbina, transformando assim a potência mecânica em potência elétrica. (AMBIENTE BRASIL, 2012)

O vapor gerado pela caldeira é resfriado em um condensador e convertido outra vez em água, voltando à rede de tubos da caldeira, dando início a um novo ciclo. A energia é transportada por linhas de alta tensão aos sistemas de distribuição, redes de transmissão, onde a eletricidade passa por diversas subestações apresentando transformadores que aumentam ou diminuem sua voltagem para assim poder chegar a comércios e residências. A figura abaixo está representando o funcionamento de uma usina termoelétrica. (ELETROBRÁS, 2012)

esquema de funcionamento de uma usina termeletrica
Esquema de funcionamento de uma Usina Termelétrica

Impactos ambientais na construção da termoelétrica


Na construção de uma termoelétrica devem ser considerados todos os problemas ambientais que possam ocorrer. Para isso é feito um relatório (intitulado RIMA – Relatório de Impactos Ambientais) onde prevê todas as possibilidades de impactos para que assim possam ser elaboradas medidas preventivas acerca da construção. A seguir são descritos tais tópicos de especificação dos impactos: (CPRH, 2013)

Possibilidade de perda da camada orgânica do solo, aumento da susceptibilidade à erosão, compactação do solo agricultável, contaminação do solo por resíduos e derrames de óleo e combustíveis;
  • Impacto sobre a estabilidade de encostas;
  • Impactos das instalações do empreendimento e obras complementares e das atividades desenvolvidas no canteiro de obras sobre as comunidades vizinhas, em especial quanto ao incômodo provocado por ruído e disposição de efluentes e resíduos;
  • Possíveis alterações sobre os recursos hídricos, inclusive com modificação da qualidade e quantidade de água;
  • Possíveis alterações nos ecossistemas terrestres e aquáticos, bem como as interferências com as Unidades de Conservação Ambiental;
  • Possíveis alterações provocadas pela implantação do empreendimento sobre o meio antrópico (termo referente a ocupação humana) , especialmente no que se refere aos aspectos demográficos, ao nível de vida e à ocupação do espaço, avaliação das possíveis interferências com as terras indígenas, sítios arqueológicos e demais patrimônios históricos e culturais,
  • Interferência do projeto com obras de infraestrutura, interferência do projeto com áreas de exploração mineral, eventuais desapropriações e remoções de comunidades locais devido à construção do empreendimento. Deverá ser avaliada, também, a geração de empregos diretos e indiretos, as consequências provocadas pelo final das fases de construção e montagem do empreendimento;
  • Alteração na qualidade do ar como decorrente da emissão de poluentes;
  • Alterações nas condições de ruído;

Impactos ambientais no funcionamento da termoelétrica


Em seu funcionamento a termelétrica apresenta alguns pontos negativos quanto aos impactos causados no meio ambiente e até mesmo ocasionando problemas na saúde do ser humano. Entre tais problemas temos (GESTÃO AMBIENTAL UFSM, 2013):
  • Emissões aéreas de material particulado: problemas respiratórios, interferência na fauna e flora, cheiro irritante, efeito estético ruim;
  • Emissão de óxidos de enxofre: problemas respiratórios, cardiopulmonares, interferência na fauna e flora, acidificação de chuvas;
  • Emissão de dióxido de carbono: contribuição para o efeito estufa;
  • Emissão de óxido de nitrogênio, hidrocarbonetos e monóxido de carbono: chuvas ácidas;
  • Percolação das águas das chuvas nas áreas de estocagem: contaminação do lençol freático, dos cursos de água, elevação do ph, metais pesados, sólidos dissolvidos;
  • Sistemas de resfriamento das águas: interferência na fauna e flora aquáticas;
  • Sistema de remoção das cinzas pesadas;
  • Resíduos sólidos do processo: minas e usinas;
  • Pirita (Dissulfeto de Ferro (FeS2)).

Vantagens e desvantagens em sua construção


A principal razão para o Brasil ter investido em termoelétricas é o esgotamento das fontes de energia hidrelétrica nas proximidades dos grandes centros, o que tem elevado os custos dos novos projetos, situado cada vez mais distantes dos centros de consumo. A descoberta de razoáveis reservas de gás natural permite que o Brasil aumente sua produção e a participação da termeletricidade na matriz energética. (TERMOELETRICIDADE, 2005)

A maior vantagem de uma usina termoelétrica é que ela pode ser construída próximo ou junto aos locais de consumo, o que implica grande economia nos custos de implantação das redes de transmissão.

O gás natural pode ser usado como matéria-prima para gerar calor, eletricidade e força motriz, nas indústrias siderúrgicas, químicas, petroquímicas e de fertilizantes, com a vantagem de ser menos poluente, facilidade de transporte e manuseio, vetor de atração de investimentos e segurança.

O carvão mineral, também utilizado como matéria-prima, está presente nas boas jazidas, com fácil extração, combustível de custo moderado por ser cotado em moeda nacional e questões ambientais equacionadas. (ENERGIA TERMOELETRICA, 2007)

Mas apesar das vantagens, as usinas Termoelétricas acabam apresentando certas desvantagens em relação às hidrelétricas, pois acabam tendo maior gasto na produção de energia devido ao fato do aumento constante no preço dos combustíveis usados nas termoelétricas.

Além do gasto na produção há o dano que provocam ao meio ambiente, tanto na extração da matéria-prima que é usada como combustível, como na geração de energia com a liberação de gases causadores do efeito estufa como, por exemplo: monóxido de carbono, dióxido de carbono e dióxido de enxofre, que em contato com a água e outras substâncias gera ácido sulfúrico provocando o fenômeno conhecido como chuva ácida.

Mas apesar disso, as termoelétricas tendem futuramente a ser a melhor opção para se gerar energia elétrica, devido ao fato de que hoje em dia a fusão a frio do hidrogênio é realidade, e grandes estudos estão sendo feitos pelo cientista italiano Andrea Rossi em relação a isso, afim de que futuramente seja possível construir usinas termoelétricas que gerem uma energia limpa e barata. (E-CAT WORLD, 2013)

Energia termoelétrica no Brasil e no Mundo


No mundo estima-se que haja 3.472 (três mil quatrocentos e setenta e duas) usinas termoelétricas segundo a fonte Power Plants Around the World. (INDUSTCARDS, 2013)

O Brasil ingressou no ramo das termoelétricas em 1883, onde foi construída a primeira usina termelétrica na cidade de Campos (RJ). (ECO EFICIÊNCIA, 2012) No Brasil há 2754 empreendimentos sendo que 1618 são de Usinas termoelétricas em operação gerando 34.976.526 (KW) de potencia associada, 29 estão em fase de construção e 130 são empreendimentos outorgados que nem iniciaram a construção. (ANEEL, 2013a)

A energia gerada nas termoelétricas brasileiras é resultante principalmente da combustão de fontes de energia como: a biomassa e os combustíveis fósseis. (EDUCAÇÃO, 2013).
principais combustiveis utilizados nas usinas termeletricas do brasil
Principais combustíveis utilizados nas usinas termelétricas do Brasil (quantificação em números de termelétricas, potência gerada e valor percentual total) Fonte: (ANEEL, 2013b)

Referências Bibliográficas


AMBIENTE BRASIL. Usina Termelétrica, 2012 Disponível: http://ambientes.ambientebrasil.com.br/energia/termeletrica/usina_termeletrica.html Acesso em: 25 nov. 2012

ANEEL. Fontes de Energia Exploradas no Brasil, 2013a. Disponível: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/FontesEnergia.asp? Acesso em: 23 jan. 2013

ANEEL. Combustíveis, 2013b. Disponível: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/Combustivel.cfm Acesso em: 22 jan. 2013

CPRH. Termo de referência para elaboração de estudo de impacto Ambiental – eia, relatório de impacto ambiental – rima e Estudo de análise de risco relacionado á implantação de Termelétrica á gás natural, 2013. Disponível: http://www.cprh.pe.gov.br/downloads/tr-termeletrica.pdf Acesso em:

ECO EFICIÊNCIA. História, 2012. Disponível: http://ecoeficienciatermeletrica.blogspot.com.br/2012/05/historia.html Acesso em: 23 jan. 2013

EDUCAÇÃO. Tipos de energias: hidrelétrica, eólica, nuclear, solar, térmica, etc., 2013. Disponível: http://www.educacao.cc/ambiental/tipos-de-energias-hidreletrica-eolica-nuclear-solar-termica-etc Acesso em: 22 jan. 2013

ELETROBRÁS. Como a energia elétrica é gerada no Brasil, 2012. Disponível: http://www.eletrobras.com/elb/natrilhadaenergia/main.asp?View=%7B61D475A6-BBFC-41CE-98E3-2BA4FD90DB2F%7D Acesso em: 25 nov. 2012

E-CAT WORLD. Lockheed Martin’s Skunk Works Shooting for 100 MW Fusion Prototype by 2017, 2013. Disponível: http://e-catworld.com/ Acesso em: 18 fev. 2013

GESTÃO AMBIENTAL UFSM. Dependência x Consciência, 2013. Disponível: http://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/historiadaeletricidade/ENERGIA%20ELETRICA%20E% 20MEIO%20AMBIENTE.htm Acesso em: 20 jan. 2013

ENERGIA TERMOELETRICA. Energia Termoelétrica (feria de ciências tecnológicas), 2007. Disponível: https://energiatermoeletrica.blogspot.com.br/2007/07/usinas-termoeltricas-desvantagens.html Acesso em: 15 jan. 2013

GUIA DO ESTUDANTE: Atualidades Vestibular 2009 – Editora Abril

INDUSTCARDS. Gallery Table of Contents, 2013. Disponível: http://translate.google.com.br/translate?hl=pt-BR&langpair=en% 7Cp t&u= http://www.industcards.com/ppworld.htm&ei=S3n5UO4tlJ71BJCNgLAJ Acesso em: 23 jan. 2013

MARQUES, D. Usinas de eletricidade, 2013. Disponível: http://www.brasilescola.com/fisica/usinas-eletricidade.htm Acesso em: 10 jan. 2013

MME. Análise Energética e Dados Agregados, 2011. Disponível: http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/publicacoes/BEN/2_-_BEN_-_Ano_Base/3_-_Capxtulo_1.pdf Acesso em: 10 jan. 2013

SUA PESQUISA. Fontes de Energia, 2013. Disponível:http://www.suapesquisa.com/cienciastecnologia/fontes_energia.htm Acesso em: 22 jan. 2013

TERMOELETRICIDADE. Termoeletricidade, 2005. Disponível: https://termoeletricidade20053a.blogspot.com.br/ Acesso em: 15 jan. 2013

USINA TERMELÉTRICA DE JUIZ DE FORA 2014 Disponível: http://www.petrobras.com.br/pt/nossas-atividades/principais-operacoes/termeletricas/juiz-de-fora.htm Acesso em: 02 jun. 2015

Autora Convidada


Esse texto apresentado nessa postagem é um texto adaptado de uma iniciação cientifica, que foi feita pela minha amiga Carolina Sobral, referente a termelétricas, o qual eu dei uma pequena ajuda na época.



Sobre o autor


Pedro Coelho Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou técnico em informática, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e outros cursos. Se você acha legal esse projeto, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e ajude-nos a divulgar essa ideia, compartilhando com seus amigos as nossas postagens.

3 Comentários de "Usinas termoelétricas – A energia da combustão"

Gostei muito dos artigos,Chernobyl,sobre fusão nuclear e termoelétricas. Parabéns!

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