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Peixes ensinam como gerar electricidade em águas calmas
Conceito artístico de uma série de equipamentos Vivace instalados no fundo de um rio ou do mar.[Imagem: Omar Jamil]
Quase toda a energia eléctrica produzida no Brasil vem das hidroeléctricas, que usam o desnível naturalmente encontrado em regiões de quedas d'água, usando a energia cinética da água represada para girar as turbinas que produzem a electricidade.
Agora, cientistas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, descobriram uma nova tecnologia para gerar eletricidade a partir de correntes de água que se movem lentamente, como os rios em regiões sem cachoeiras ou mesmo o movimento dos oceanos.
Energia de águas calmas
O equipamento, baptizado de Vivace, é capaz de gerar electricidade utilizando cursos de água que se movimentam a pouco mais de 3 km/h (2 nós). Isso transformaria praticamente todos os rios do planeta em fontes exploráveis para a geração de energia.
Vivace é uma sigla para Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy. A ideia nasceu da observação dos peixes e de como eles lidam com as turbulências para se movimentar de forma eficiente. Essa nova forma de exploração da energia hidrocinética não depende de ondas, marés, turbinas e nem represas - apenas das vibrações induzidas pelos redemoinhos.
Vibrações induzidas por vórtices
Vibrações induzidas por vórtices são ondulações que um objecto redondo ou cilíndrico induz no fluxo de um fluido, seja a água ou o ar. A presença do objeto induz mudanças no fluxo do fluido, criando redemoinhos, ou vórtices, que se formam em um padrão nos lados opostos do objeto. Os vórtices empurram e puxam o objecto para a direita e para a esquerda, perpendicularmente à corrente.
"Nos últimos 25 anos, os engenheiros - eu inclusive - vínhamos tentando suprimir essas vibrações induzidas pelos vórtices. Mas agora nós estamos fazendo o oposto. Nós melhoramos as vibrações e domamos essa poderosa e destrutiva força da natureza," conta o Dr. Michael Bernitsas.
Inspirado nos peixes
Os peixes fazem isso o tempo todo, usando as forças dos vórtices para se mover de forma eficiente.
"O Vivace copia alguns aspectos da tecnologia dos peixes," diz Bernitsas. "Os peixes curvam seus corpos para deslizar entre os vórtices criados à sua frente. Apenas seus músculos não poderiam impulsioná-los através da água na velocidade em que nadam," explica ele.
O protótipo mostra a simplicidade do projeto e dá a entender que a adoção do princípio na prática pode ser bastante simples. O aparelho consiste unicamente de um cilindro ligado a algumas molas. Os testes foram feitos em um tanque no qual a água flui a 1,5 nó.
A simples presença do Vivace na corrente de água cria vórtices alternados acima e abaixo dele. Os vórtices empurram e puxam o cilindro para cima e para baixo ao longo de suas molas. Esta energia mecânica é utilizada para acionar um gerador, que produz a electricidade.
Necessidades de energia do mundo
"Não há uma solução única para as necessidades de energia do mundo. Mas se nós usarmos apenas 0,1 por cento da energia dos oceanos, nós poderemos produzir a energia necessária para uma população de 15 bilhões de pessoas," diz o engenheiro.
Segundo seus cálculos, a energia dos vórtices poderá ser gerada em larga escala a um custo de US$0,055 por kilowatt/hora (kW/h). A energia eólica hoje custa US$0,069 por kW/h e a energia nuclear ao redor de US$0,046. Dependendo do local onde é produzida, a energia solar fica entre US$0,16 e US$0,48 kW/h.
Os pesquisadores planejam fazer o primeiro teste da nova tecnologia em escala piloto em 18 meses.
Conceito artístico de uma série de equipamentos Vivace instalados no fundo de um rio ou do mar.[Imagem: Omar Jamil]
Quase toda a energia eléctrica produzida no Brasil vem das hidroeléctricas, que usam o desnível naturalmente encontrado em regiões de quedas d'água, usando a energia cinética da água represada para girar as turbinas que produzem a electricidade.
Agora, cientistas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, descobriram uma nova tecnologia para gerar eletricidade a partir de correntes de água que se movem lentamente, como os rios em regiões sem cachoeiras ou mesmo o movimento dos oceanos.
Energia de águas calmas
O equipamento, baptizado de Vivace, é capaz de gerar electricidade utilizando cursos de água que se movimentam a pouco mais de 3 km/h (2 nós). Isso transformaria praticamente todos os rios do planeta em fontes exploráveis para a geração de energia.
Vivace é uma sigla para Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy. A ideia nasceu da observação dos peixes e de como eles lidam com as turbulências para se movimentar de forma eficiente. Essa nova forma de exploração da energia hidrocinética não depende de ondas, marés, turbinas e nem represas - apenas das vibrações induzidas pelos redemoinhos.
Vibrações induzidas por vórtices
Vibrações induzidas por vórtices são ondulações que um objecto redondo ou cilíndrico induz no fluxo de um fluido, seja a água ou o ar. A presença do objeto induz mudanças no fluxo do fluido, criando redemoinhos, ou vórtices, que se formam em um padrão nos lados opostos do objeto. Os vórtices empurram e puxam o objecto para a direita e para a esquerda, perpendicularmente à corrente.
"Nos últimos 25 anos, os engenheiros - eu inclusive - vínhamos tentando suprimir essas vibrações induzidas pelos vórtices. Mas agora nós estamos fazendo o oposto. Nós melhoramos as vibrações e domamos essa poderosa e destrutiva força da natureza," conta o Dr. Michael Bernitsas.
Inspirado nos peixes
Os peixes fazem isso o tempo todo, usando as forças dos vórtices para se mover de forma eficiente.
"O Vivace copia alguns aspectos da tecnologia dos peixes," diz Bernitsas. "Os peixes curvam seus corpos para deslizar entre os vórtices criados à sua frente. Apenas seus músculos não poderiam impulsioná-los através da água na velocidade em que nadam," explica ele.
O protótipo mostra a simplicidade do projeto e dá a entender que a adoção do princípio na prática pode ser bastante simples. O aparelho consiste unicamente de um cilindro ligado a algumas molas. Os testes foram feitos em um tanque no qual a água flui a 1,5 nó.
A simples presença do Vivace na corrente de água cria vórtices alternados acima e abaixo dele. Os vórtices empurram e puxam o cilindro para cima e para baixo ao longo de suas molas. Esta energia mecânica é utilizada para acionar um gerador, que produz a electricidade.
Necessidades de energia do mundo
"Não há uma solução única para as necessidades de energia do mundo. Mas se nós usarmos apenas 0,1 por cento da energia dos oceanos, nós poderemos produzir a energia necessária para uma população de 15 bilhões de pessoas," diz o engenheiro.
Segundo seus cálculos, a energia dos vórtices poderá ser gerada em larga escala a um custo de US$0,055 por kilowatt/hora (kW/h). A energia eólica hoje custa US$0,069 por kW/h e a energia nuclear ao redor de US$0,046. Dependendo do local onde é produzida, a energia solar fica entre US$0,16 e US$0,48 kW/h.
Os pesquisadores planejam fazer o primeiro teste da nova tecnologia em escala piloto em 18 meses.
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University of Michigan
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Redação do Site Inovação Tecnológica