As termelétricas, embora de custo mais baixo que as hidrelétricas, são mais poluentes

[EcoDebate]

As usinas termelétricas são instalações que produzem energia elétrica a partir da queima de carvão, óleo combustível ou gás natural em caldeiras projetadas para o combustível específico que será utilizado e ainda que não representem grande participação na matriz energética brasileira, são importantes na manutenção da chamada energia firme, principalmente no verão e em horários de maior consumo.

Qualquer que seja o combustível utilizado, a forma de funcionamento da usina é semelhante. A queima de combustível aquece a água de serpentinas que são instaladas ao redor das caldeiras. O aquecimento transforma a água em vapor, que gira as pás de uma turbina, cujo rotor gira junto com o eixo de um gerador, produzindo energia elétrica.

O vapor é resfriado em um condensador e convertido outra vez em água, que volta aos tubos da caldeira, num ciclo de processamento contínuo. A água em circulação serve para esfriar o condensador coletando e expulsando o calor extraído da atmosfera pelas torres de refrigeração.

As torres de resfriamento são grandes estruturas que caracterizam e identificam essas centrais. Parte do calor extraído passa para um rio próximo ou para o mar num impacto ambiental relevante produzido por uma termelétrica. Este calor pode alterar as condições de existência de flora ou fauna e interferir decisivamente como fator limitante para a reprodução de espécies.

Em geral, estas usinas dispõe de chaminés de grande altura (algumas chegam a 300m). No interior destas grandes estruturas, em geral existem precipitadores que retêm as cinzas e outros resíduos voláteis da combustão, que podem se tornar fontes de poluição do ar através da dispersão de fuligem. As cinzas recuperadas são usadas para aproveitamento em processos de metalurgia e no campo da construção, onde são misturadas com o cimento.

Estas usinas podem ser construídas onde são mais necessárias, com os combustíveis sendo transportados até as termelétricas. No uso de usinas termelétricas são lançados gases na atmosfera e ocorre o despejo água quente no meio ambiente.

O maior impacto ambiental produzido pelas termoelétricas são os gases, muitos deles de efeito estufa. São produzidos óxidos e dióxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, monóxido e dióxido de carbono, outros gases e particulados.

Também existe a geração de hidrocarbonetos. Os óxidos de nitrogênio são formadores de ozônio de baixa altitude, prejudiciais à saúde. A poluição causa problemas respiratórios, como infecções dos brônquios e doenças pulmonares.

Os gases produzidos são vários, muitos deles com emissão amplamente combatida atualmente como o dióxido de carbono e o gás carbônico. A queima do carvão produz também o monóxido de carbono e carbono puro, que são lançados na atmosfera, contribuindo para o aumento do efeito-estufa e piorando a qualidade do ar.

Gás natural gera menos impacto no ar e pode ser usado como matéria-prima para gerar calor, eletricidade e força motriz, nas indústrias siderúrgica, química, petroquímica e de fertilizantes, com a vantagem de ser menos poluente do que os combustíveis derivados do petróleo e o carvão.

De todos os combustíveis utilizados em termelétricas, o gás natural é o menos poluente, mas o Brasil ainda não é autossuficiente na produção de gás, e todos acompanham os noticiários sobre os problemas de depender do fornecimento de países instáveis como a Bolívia.

Dr. Roberto Naime, Colunista do Portal EcoDebate, é Doutor em Geologia Ambiental. Integrante do corpo Docente do Mestrado e Doutorado em Qualidade Ambiental da Universidade Feevale.

Publicado no Portal EcoDebate, 13/11/2014

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Com uma matéria intitulada “Belo Monte, uma usina de promessas”, a Carta Capital, em sua publicação em 29/06/2015, apontou sérios problemas decorrentes da implantação da usina de Belo Monte, no Pará. Considerando as vantagens e desvantagens da hidroeletricidade, assinale a única proposição CORRETA.

A) A hidroeletricidade é uma fonte energética pouco dependente das condições naturais, logo, o cerne da crítica à implantação da usina de Belo Monte é o fato de estar localizada em área muito afastada do Sul e Sudeste, as duas regiões que são o núcleo geoeconômico do país.

B) A usina de Belo Monte está instalada em uma das regiões de maior sociobiodiversidade do Brasil, muito próxima do Parque Indígena do Xingu e da cidade Altamira (PA), e tem provocado impactos negativos na natureza e nas populações tradicionais locais.

C) A usina de Belo Monte está localizada no rio Xingu (PA) e foi planejada para abastecer de energia elétrica toda a região Norte do Brasil, no entanto, continuará a escassez de eletricidade nas regiões mais industrializadas do país.

D) A hidroeletricidade é uma energia limpa por não envolver queima de combustíveis fósseis e ser renovável, porém a implantação dessa usina compromete o sistema de navegação do rio, criando grandes obstáculos ao transporte de soja para o porto de Santarém (PA).

E) De forma distinta da que ocorreu com as usinas hidrelétricas construídas na Amazônia durante o período autoritário, em Belo Monte, as polêmicas em relação aos impactos sociais e naturais gerados pela obra foram diligentemente superadas, assegurando o desenvolvimento local sustentável.

Energia termoelétrica é toda e qualquer energia produzida por uma central cujo funcionamento ocorre a partir da geração de calor resultante da queima de combustíveis sólidos, líquidos ou gasosos. Os principais combustíveis utilizados nas usinas termoelétricas são o carvão mineral, a nafta, o petróleo, o gás natural e, em alguns casos, a biomassa.

O funcionamento de uma usina termoelétrica – também chamada de usina térmica – ocorre da seguinte forma: a queima do combustível propicia o aquecimento de água armazenada no reservatório, o que forma um vapor, que, por sua vez, é direcionado para as turbinas do gerador responsável pela produção de eletricidade. Confira o esquema a seguir:

Esquema ilustrativo do funcionamento básico de uma termoelétrica

Em geral, as fontes de energia utilizadas pelas termoelétricas não são renováveis, sendo a maioria de origem fóssil, o que eleva a preocupação sobre a disponibilidade desses recursos a médio e longo prazo. Além disso, questiona-se também a geração de poluentes para a produção de energia termoelétrica, que emite uma grande quantidade de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera.

O carvão mineral é muito utilizado pelas termoelétricas, uma vez que essa é a fonte mais abundante de energia e possui custos menos elevados. Além disso, as usinas ocupam uma área pequena e possuem um nível de produtividade quase duas vezes maior do que o das hidrelétricas, por exemplo. Por outro lado, os seus custos de construção são elevados, o que aumenta, por sua vez, o preço médio da energia para o consumidor.

É interessante observar que as usinas nucleares também são exemplos de geração de energia termoelétrica, pois nelas as reações nucleares são realizadas no intuito de aquecer a água e produzir vapor para, assim, gerar energia.

Outra consideração a ser feita a respeito das usinas termoelétricas é sobre o elevado consumo de água por elas realizado, o que gera novas críticas a essa forma de produção de energia. Utiliza-se água tanto para a produção de calor quanto para alimentar o sistema de refrigeração de suas turbinas, de modo que a escassez desse recurso pode tornar-se também um problema energético.

As usinas termoelétricas constituem a principal forma de produção de eletricidade no mundo atualmente, representando cerca de 70% da produção mundial. Elas são amplamente utilizadas pelos países desenvolvidos, o que acirra os debates nas conferências internacionais sobre recursos naturais e meio ambiente. No Brasil, onde o uso é predominantemente de usinas hidroelétricas, as termoelétricas atuam para abastecer as indústrias e também como fontes de reserva em casos de crise energética. Mesmo assim, elas não ultrapassam os 7,5% da produção nacional de eletricidade, e esse número só é alcançado quando todas as usinas estão em funcionamento no país.

Por Rodolfo Alves Pena

Graduado em Geografia

A energia hidrelétrica é produzida pela força da água. As estruturas das usinas hidrelétricas utilizam a água armazenada pelas barragens como recurso para a movimentação de turbinas. Assim, a energia mecânica proveniente da água é transformada em energia elétrica nas usinas. O funcionamento das hidrelétricas envolve um conjunto de elementos, desde a construção de barragens, passando pela casa de força, até as linhas de transmissão.

A principal vantagem da energia hidrelétrica é a utilização da água, ou seja, um recurso natural renovável. Porém esse fonte possui inúmeras desvantagens, no geral, ligadas ao elevado impacto ambiental provocado pela sua instalação. O Brasil é um dos grandes produtores de energia hidrelétrica do mundo. Essas usinas possuem um papel fundamental na matriz elétrica do país. A maior hidrelétrica do Brasil é a de Itaipu.

Leia também: Como se caracteriza a matriz energética do Brasil?

Resumo sobre energia hidrelétrica

• A energia hidrelétrica é proveniente da água. Esse recurso natural renovável é responsável pelo fornecimento de energia mecânica para as usinas.

• As hidrelétricas são construções complexas formadas, no geral, por estruturas como barragem, casa de força, canais de abastecimento e vertedouro.

• Uma vantagem das usinas hidrelétricas é o seu baixo custo de produção, quando se compara às demais fontes de energia.

• A energia hidrelétrica, apesar de considerada limpa, possui inúmeros impactos ambientais e sociais.

• Essa fonte de energia promove uma profunda transformação do meio natural e resulta em grandes impactos na vegetação, no solo, no ar e na água.

• A matriz elétrica brasileira é predominantemente formada pelas fontes hidráulicas. Dessa forma, o Brasil detém uma matriz elétrica considerada renovável.

• As três maiores hidrelétricas do Brasil são Itaipu (rio Paraná); Belo Monte (rio Xingu) e Tucuruí (rio Tocantins).

A usina hidrelétrica é um complexo estrutural que tem como objetivo a geração de energia elétrica por meio da força da água. Portanto, é uma instalação que, por meio de seus elementos, utiliza a água como recurso básico para fornecer a força necessária para o funcionamento de turbinas. Assim, há na usina hidrelétrica uma transformação da energia mecânica, produzida pela movimentação da água, em energia elétrica.

As usinas hidrelétricas são compostas por elementos como barragem, canais de abastecimento, casa de força, entre outros, que formam o conjunto de estruturas necessárias para o correto funcionamento das suas instalações. As fontes hidráulicas de energia são consideradas renováveis, uma vez que utilizam a água, recurso que possui capacidade de regeneração no meio natural.

Leia também: Energia geotérmica – aproveitamento do calor interno da Terra como fonte de energia

Funcionamento da energia hidrelétrica

O funcionamento de uma usina hidrelétrica é bastante complexo e envolve uma gama de processos, que abarcam diversas áreas do conhecimento. A usina hidrelétrica, em um formato tradicional, possui um reservatório onde a água do rio é armazenada. Esse reservatório, no qual é instalado uma barragem, interrompe o fluxo natural dos cursos de água, proporcionando a acumulação da água em um grande lago artificial. Assim, as barragens são responsáveis pela acumulação da água para o funcionamento da usina.

Por sua vez, um sistema de dutos realiza a captação da água no reservatório e direciona o seu fluxo para as turbinas. É justamente o fluxo de água canalizado da barragem o responsável pelo acionamento das turbinas, localizadas na casa de força, a principal instalação de uma usina hidrelétrica.

A casa de força é composta por um sistema complexo de equipamentos, como as turbinas e os geradores. São as turbinas que transformam a força da água em energia mecânica. Já os geradores são responsáveis pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.

As usinas hidrelétricas possuem, ainda, uma rede de distribuição de energia, formada por transformadores e fio elétricos, que repartem a energia produzida na unidade para o abastecimento dos consumidores. Por sua vez, a água utilizada no processo de geração de energia é lançada novamente nos cursos de água onde está instalada a usina. As hidrelétricas contam também com várias estruturas de segurança, como o vertedouro, que permite a passagem da água armazenada caso a barragem atinja um nível muito alto de volume de água.

Vantagens da energia hidrelétrica

A energia hidrelétrica, quando comparada às demais fontes de energia, possui um conjunto de vantagens atreladas, em especial, ao seu custo-benefício. A principal vantagem das usinas hidrelétricas é que elas utilizam a água, um recurso natural renovável, para a produção de energia.

Ademais, apesar dos inúmeros impactos ambientais provocados pelas hidrelétricas, elas emitem menor volume de poluentes atmosféricos, quando comparado a outras unidades fornecedoras de energia, como as termelétricas. Os custos operacionais das usinas hidrelétricas são considerados baixos. Essas usinas admitem também outros usos, em especial dos seus reservatórios, como para o desenvolvimento de atividades de turismo e lazer.

Desvantagens da energia hidrelétrica

As usinas hidrelétricas são frequentemente apontadas como uma força de produção de energia limpa. Porém essas unidades são responsáveis por um conjunto de impactos ambientais, que provocam uma profunda transformação do ambiente natural. A listagem abaixo apresenta as principais desvantagens das usinas hidrelétricas:

• Alteração das formas de vida das populações, em especial, de grupos tradicionais, como ribeirinhos, indígenas e quilombolas.

• Supressão da vegetação nativa por meio do alagamento de grandes áreas de floresta para a construção das barragens.

• Emissão de gases que intensificam o aquecimento global, como o dióxido de carbono e metano, produzidos por meio da decomposição de matéria orgânica.

• Acentuação do assoreamento dos rios devido à intensa modificação do fluxo natural da água do rio e dos seus processos hidrológicos.

• Extinção de espécies, em especial, aquáticas, as mais atingidas pela modificação do fluxo de água dos rios.

• Desequilíbrio de ecossistemas por meio da transformação das dinâmicas ambientais e da alteração de recursos naturais, como o solo, o ar e a água.

Energia hidrelétrica no Brasil

A energia hidrelétrica é muito utilizada e bastante desenvolvida no Brasil. As hidrelétricas são a principal fonte de energia elétrica do país. Desse modo, ocupam um lugar de destaque na matriz elétrica do Brasil e são uma das principais fontes que compõem a matriz energética nacional. O uso da energia hidrelétrica no Brasil está ligado, prioritariamente, às condições naturais do território brasileiro.

O país possui condições climáticas propícias para a instalação desse tipo de usina, já que tem, no geral, um regime de chuvas elevado e bem distribuído. No mais, o Brasil possui muitos rios caudalosos, predominantemente localizados em zonas de planalto, característica geográfica que facilita o maior aproveitamento da água para a movimentação das turbinas.

O Brasil ocupa um lugar de destaque na utilização de hidrelétricas em âmbito mundial, ao contrário de grande parte dos países que ainda possuem uma matriz elétrica pautada em fontes não renováveis. Atualmente, de acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), cerca de 67% da energia gerada no país vêm de fontes hidráulicas.

Há no Brasil um grande número de usinas hidrelétricas, inclusive de pequeno porte, que contribuem para o abastecimento elétrico do país. O Brasil, apesar do grande uso de hidrelétricas, apresenta ainda um grande potencial de instalação dessas usinas, em especial na região Amazônica. Contudo, esse cenário esbarra em questões como a necessidade de preservação ambiental e os elevados custos de distribuição de energia.

Usinas hidrelétricas do Brasil

O Brasil possui uma ampla rede de usinas hidrelétricas, distribuídas ao longo de grande parte do território, com destaque para a região centro-sul. Nos últimos anos, a instalação de usinas tem sido ampliada para a porção norte brasileira, em razão das condições geográficas disponíveis nela, além do esgotamento do aproveitamento hidráulico dos rios da porção centro-sul do país. No entanto, há um intenso debate sobre o custo-benefício dessa expansão e seus impactos provocados no meio ambiente.

Atualmente, as maiores usinas hidrelétricas do país estão localizadas na região Norte e são fruto de investimentos recentes, mediante a necessidade de expansão da capacidade de produção de energia elétrica do país. A usina de Belo Monte e as hidrelétricas de Jirau e Santo Antônio são exemplos desse contexto. Já a usina de Itaipu, que pertence ao Brasil e ao Paraguai, é considerada a maior hidrelétrica brasileira e uma das maiores do mundo. Ela é a principal representante das hidrelétricas localizadas no centro-sul do Brasil.

A listagem abaixo apresenta a maiores usinas hidrelétricas do Brasil:

Leia também: O que é bioenergia?

Exercícios resolvidos sobre energia hidrelétrica

Questão 1 - (Enem)

Segundo dados do Balanço Energético Nacional de 2008, do Ministério das Minas e Energia, a matriz energética brasileira é composta por hidrelétrica (80%), termelétrica (19,9%) e eólica (0,1%). Nas termelétricas, esse percentual é dividido conforme o combustível usado, sendo: gás natural (6,6%), biomassa (5,3%), derivados de petróleo (3,3%), energia nuclear (3,1%) e carvão mineral (1,6%). Com a geração de eletricidade da biomassa, pode-se considerar que ocorre uma compensação do carbono liberado na queima do material vegetal pela absorção desse elemento no crescimento das plantas. Entretanto, estudos indicam que as emissões de metano (CH4) das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de CO2 das termelétricas.

MORET, A. S.; FERREIRA, I. A. As hidrelétricas do Rio Madeira e os impactos socioambientais da eletrificação no Brasil. Revista Ciência Hoje. V. 45, n° 265, 2009 (adaptado).

No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte

A) limpa de energia, contribuindo para minimizar os efeitos deste fenômeno.

B) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta e os benefícios verificados.

C) limpa de energia, não afetando ou alterando os níveis dos gases do efeito estufa.

D) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta.

E) alternativa, tomando-se por referência a grande emissão de gases de efeito estufa das demais fontes geradoras.

Resolução

Alternativa D. As usinas hidrelétricas são consideradas poluidoras, uma vez que o alagamento provocado pela formação de barragens resulta na decomposição de vegetais presentes na região ocupada pela água. Desse modo, há a emissão de gases causadores do efeito estufa, como o metano, por meio do processo de decomposição vegetal.

Questão 2 - (Unicentro 2017) O Brasil possui uma grande quantidade de rios, o que proporciona um grande potencial hidrelétrico. Assinale a alternativa correta que corresponde a quais fatores geográficos favorecem a instalação deste potencial.

A) A latitude e a monotonia do relevo.

B) As condições climáticas e ao relevo acidentado.

C) A continentalidade do território e a disposição longitudinal do seu relevo.

D) A predominância no país do clima equatorial e a existência de poucas áreas planas.

E) A extensão dos rios e a abundância de água doce.

Resolução

Alternativa B. O Brasil possui um regime de chuvas predominantemente tropical, caracterizado pela boa distribuição de chuvas, além de altos volumes pluviométricos. No mais, no território brasileiro predominam os rios de planalto, que apresentam desníveis naturais que favorecem o processo de instalação de hidrelétricas.

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