A energia eólica representada 12,5% da matriz energética brasileira. / Foto: Pexels
A força dos ventos é utilizada pelas pessoas há muito tempo e, pelo menos há mais três mil anos, a humanidade conhece recursos como o cata-vento, por exemplo. Mas como evoluímos de uma prática primitiva para uma realidade em que o vento – recurso inesgotável – torna-se protagonista e fundamental para a economia e a sustentabilidade de um País?
A energia eólica é uma fonte de energia limpa e renovável que contribui, inclusive, para a redução da emissão de gases de efeito estufa. Isso acontece porque a sua extração tem um impacto ambiental limitado essencialmente às etapas de fabricação, transporte e montagem. De acordo com o coordenador do curso de Engenharia Mecânica da PUCRS, Sérgio Boscato Garcia, a fonte de energia favorece o desenvolvimento sustentável e é compatível com a agropecuária e outros usos do solo, não sendo necessárias desapropriações de áreas ou remanejamentos de pessoas.
O docente, que coordena também o Laboratório de Energia Eólica (Lab-Eólica), espaço dedicado à pesquisa, extensão e ao ensino-aprendizagem, explica que a energia eólica contribui para o desenvolvimento econômico descentralizado e que a instalação de parques próximo a centros de carga reduz as perdas elétricas na transmissão de energia, além de aumentar a confiabilidade da região.
Segundo dados da da Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica), esse tipo de energia tem um impacto positivo em economias locais aumentando o PIB e o IDH municipal em cerca de 25%. Estima-se que a cada R$ 1,00 investido em eólicas há um impacto de R$ 2,9 no PIB e, atualmente, cerca de 11 postos de trabalho são gerados por megawatt (MW) instalado. De acordo com Sérgio, essa fonte de energia pode ser bastante vantajosa para os proprietários das terras, pois permite a continuidade das plantações ou criação de animais e gera renda e melhoria de vida com arrendamento para colocação das torres.
“É importante destacar que a energia eólica é intrinsicamente complementar, pois o vento é uma variável aleatória e requer uma análise probabilística para a predição do abastecimento. Entretanto, no Brasil, os regimes naturais eólicos e hidráulicos se complementam, o que fica evidente na matriz elétrica nacional, que tem como principal fonte as hidrelétricas, com 54,6%, e em segundo lugar a eólica, com 12,5%”, destaca o pesquisador.
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Segundo o relatório da ABEEólica publicado em 2021, o RS é o quinto estado brasileiro que mais produz energia eólica. / Foto: Pexels
As turbinas eólicas são máquinas projetadas para extrair a energia cinética do vento, a qual pode ser utilizada para fins como a realização de trabalho ou a conversão em energia elétrica. O coordenador do Lab-Eólica esclarece que o funcionamento de uma turbina eólica é baseado na rotação de um rotor que opera sob a ação dos ventos. De acordo com o professor, trata-se de um equipamento complexo e sua operação envolve vários campos do conhecimento, como meteorologia, aerodinâmica, eletricidade, controle, bem como as diferentes áreas da engenharia.
Atualmente, existem diferentes tipos e tecnologias de turbinas eólicas, as mais comuns e amplamente utilizadas na produção de energia elétrica são as de eixo horizontal de grande porte, denominadas assim, pois possuem um rotor que gira sobre um eixo disposto horizontalmente. O rotor é o principal componente de uma turbina eólica e geralmente é formado por três pás com perfis aerodinâmicos conectadas por suas bases em um elemento denominado cubo.
Boscato explica que com a incidência do vento sobre as pás, são desenvolvidas forças aerodinâmicas responsáveis pela rotação do rotor que aciona um gerador elétrico. Uma vez que funcionam pelo princípio físico da sustentação aerodinâmica – similar ao observado nas asas de um avião – são classificadas como turbinas de sustentação.
“A significativa produção de energia elétrica a partir da energia eólica advém de complexos com múltiplas turbinas instaladas, denominados parques eólicos. Parques eólicos e sistemas conectados à rede não utilizam baterias para o armazenamento de energia, ou seja, produzem energia somente quando existe disponibilidade de vento”, conta.
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Com um investimento de 42 bilhões de dólares entre 2010 e 2021, a energia eólica apresentou um significativo crescimento nos últimos 15 anos e agora ocupa o segundo lugar em fonte de energia da matriz elétrica brasileira. Atualmente, são 24,13 GW de capacidade instalada, com 869 parques eólicos e mais de 9770 turbinas eólicas em operação em doze estados do País.
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Em 2021, foram produzidos mais de 72 TWh de energia eólica, um crescimento de 27% em relação à 2020. Conforme Boscato, essa produção de energia significa que cerca de 108 milhões de habitantes foram beneficiados e que cerca de 34 milhões de toneladas de CO2 foram evitadas pelo uso da energia eólica.
Em relatórios da ABEEólica, foram apresentados que os cinco estados com maior produção no ano de 2021 foram Rio Grande do Norte (21,23 TWh), Bahia (21,15 TWh), Piauí (9,10 TWh), Ceará (7,91 TWh) e Rio Grande do Sul (5,63 TWh), sendo a região Nordeste com uma produção muito próxima ao total do sistema. Em um panorama global, com informações do Global Wind Energy Council (GWEC), o Brasil subiu uma posição no Ranking Mundial de capacidade eólica acumulada onshore em 2021, atrás apenas da China, EUA, Alemanha, Índia e Espanha.
A PUCRS é a primeira Universidade do Sul a criar um curso de graduação em Engenharia de Energias Renováveis. Com um currículo atual, feito por profissionais que são referência na área, os estudantes possuem contato com inovação e desenvolvimento social, científico, cultural e econômico, para atuarem nas áreas de produção e uso de energia, de infraestrutura de transporte dos vetores energéticos e de gestão e comercialização de energia.
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O Laboratório de Energia Eólica fica localizado na Escola Politécnica da PUCRS. / Foto: Jonathan Heckler
Além disso, a Escola Politécnica da PUCRS dispõe de diversos laboratórios e grupos de pesquisa que atuam com as mais diferentes fontes de energia. Um deles é o Lab-Eólica, coordenado pelo professor Boscato, que possui uma estrutura e equipamentos que permitem uma vivência única, tornando possível a realização de experimentos que demonstram a teoria abordada durante a graduação, ou também em cursos de extensão e pós-graduação. Seu espaço está disponível para o desenvolvimento de trabalhos de conclusão de curso, estudos de equipes de competição estudantil, testes e ensaios em geral.
Dentre os trabalhos acadêmicos desenvolvidos, em 2020, o egresso Vinícius Kronhardt Calgaro, realizou um estudo sobre Desenvolvimento de um Equipamento para Aplicação da Técnica de Visualização de Fluxo por Fumaça em Túnel de Vento, artigo publicado no VIII Congresso Brasileiro de Energia Solar com a coautoria de Gabriel Simioni e orientação do professor Boscato. Também, recentemente, em 2022, o alumni Vinícius de Souza Rebello foi premiado na Universidade como Melhor Trabalho de Conclusão de Curso com seu estudo intitulado Análise da Distribuição de Pressões em um Aerofólio Multi-Elementos com Foco em Downforce, sob a orientação do professor Jorge Hugo Silvestrini, coordenador do Laboratório de Simulação de Escoamentos Turbulentos (LaSET).
O LaSET é um laboratório de pesquisa orientada ao estudo de escoamentos transicionais e turbulentos em meios geofísicos, ambientais e industriais, no qual, com a orientação dos professores Jorge Hugo Silvestrini e Karina Ruschel, a acadêmica egressa Caroline Bitencourt Fraccaro desenvolveu o trabalho de conclusão intitulado Simulação Numérica de Turbinas Eólicas: Um Estudo de Caso.
A Escola Politécnica também oferece o curso de Especialização em Energias Renováveis, que se configura por ser uma capacitação de recursos humanos em energias renováveis e meio ambiente.
