Espaço para difusão de informações sobre energia renovável em pequena escala e eficiência energética para uso doméstico.



15 de julho de 2011

Calor É Energia em Transição

Poderia-se considerar um contrasenso termos que gastar energia quando se está quente. Para piorar a situação, quanto mais quente, mais energia gastamos. Uma alternativa proposta é utilizar, através do efeito fotovoltaico, o calor que desprezamos para climatizar ambientes. Além de ventilar, é possível movimentar o ar extraindo-o.

3 de julho de 2011

Gerando energia piezoelétrica com caminhões

Terça-feira, Maio 05, 2009


A companhia israelense do setor de energia Innowattech, instalou em uma estrada da cidade de Haifa, norte de Israel, geradores que transformam em energia a força mecânica da pressão dos pneus dos veículos.
Os geradores, piezoelétricos, ficam entre 3 e 6 centímetros de profundidade no solo. Uma única faixa de 1 quilômetro equipada com o gerador já está fornecendo aos israelenses 0,5 megawatt por hora, o suficiente para iluminar 600 casas durante um mês.

Piso gera eletricidade pela passagem de veículos e pedestres

Fábio Reynol - Agência Fapesp - 09/04/2010
Piso gera eletricidade pela passagem de veículos ou pedestres
Pesquisadores da Unesp desenvolvem sistema de geração de energia piezoelétrica que funciona com a passagem de carros e pedestres.[Imagem: Ag.Fapesp]

Ao passar sobre uma placa cerâmica embutida no asfalto, os veículos estimulam o material a produzir energia elétrica. Esta energia, então, alimenta a iluminação de placas e dos semáforos da própria rua ou estrada.

Esta é apenas uma das possíveis aplicações de uma pesquisa feita na Universidade Estadual Paulista (Unesp) que visa ao desenvolvimento de um sistema para o aproveitamento da energia cinética dos carros para a geração de eletricidade.

Energia piezoelétrica

O trabalho começou com o professor Walter Katsumi Sakamoto, do Departamento de Física e Química da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, que utilizou sua experiência na construção de sensores de radiação e de umidade de solo para elaborar dispositivos piezoelétricos, que geram energia quando são submetidos à pressão ou torção.

Essas tecnologias têm em comum a utilização de compósitos cerâmicos nanométricos em formato de filmes. O pesquisador costumava importar alguns desses materiais, como o polifluoreto de vinilideno (PVDF), o poliéter-éter-cetona (PEEK) e o titanato zirconato de chumbo (PZT).

No entanto, para desenvolver o sensor piezoelétrico, decidiu encontrar similares nacionais. Foi quando convidou a professora Maria Aparecida Zaghete Bertochi, do Departamento de Química Tecnológica da Unesp, em Araraquara, a participar do trabalho.

Fabricação de PZT

"O desafio foi desenvolver um material que apresentasse boa dispersão no polímero e, para isso, precisávamos encontrar o tamanho e a dispersão ideal das partículas", conta Maria Aparecida. Bons resultados forma obtidos pela produção de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) preparadas por processo químico.

A fim de obter o material, o grupo de Araraquara desenvolveu um novo método de síntese para a cerâmica. O convencional, chamado de mistura de óxidos, exige altas temperaturas, além da submissão do material a um processo de moagem.

Os pesquisadores conseguiram dispensar o tratamento térmico e a dispersão em meio aquoso e obtiveram o PZT a temperaturas de 180ºC. "Nosso método também promove menor contaminação ambiental por chumbo", disse a pesquisadora.

Já o compósito desenvolvido com a matriz PEEK suportou temperaturas de até 360º C e a nanocerâmica ficou bem dispersa, formando um filme compósito bastante homogêneo.

Energia por pressão

O filme não precisa ficar na superfície do solo o que torna o material apto a ser aplicado em condições severas. Os pesquisadores estimam que o dispositivo se manteria operante mesmo sob temperaturas inferiores a 0º C e sob água, como no caso de uma enchente, por exemplo.

Para gerar energia, o equipamento necessita de pressão intermitente, que seria exercida pela passagem dos pneus dos veículos. Essa força provoca uma deformação mecânica no material, que produz energia elétrica.

Sakamoto colocou o novo compósito entre duas placas de acrílico. O material gerou energia toda vez que uma das placas foi apertada manualmente, o que foi comprovado com o acendimento de um led (diodo emissor de luz) conectado ao dispositivo.

"Essa tecnologia poderá gerar energia em áreas movimentadas e não somente a partir da passagem de carros, mas também de pessoas a pé", explicou Sakamoto.

Segundo ele, shoppings centers poderiam utilizar pisos especiais que transformassem os passos dos frequentadores em energia para iluminar os corredores. Algumas estações de metrô no Japão já utilizam pisos do tipo.

Energia limpa

O advento recente das lâmpadas led, que consomem bem menos energia do que as fluorescentes e incandescentes, deverá, segundo Sakamoto, ajudar a impulsionar o uso da tecnologia piezoelétrica. "Sem contar o ganho ambiental por se produzir uma energia limpa", salientou.

"Dentro do próprio automóvel, poderíamos instalar geradores piezoelétricos que se alimentariam dos movimentos dos amortecedores, do giro dos pneus e de outras peças móveis", estima. A fonte alternativa pouparia o motor do carro, atualmente o responsável pela alimentação de seu sistema elétrico.

As aplicações são inúmeras. Um exemplo seria o no uso de compósitos em solas de sapatos, capazes de gerar energia suficiente para alimentar aparelhos celulares e outros eletrônicos portáteis enquanto seus usuários caminham.

Aplicações dos materiais piezoelétricos

Outro emprego da tecnologia piezoelétrica estaria na inspeção estrutural de materiais como, por exemplo, os usados na fuselagem de aeronaves. Sakamoto averiguou que o compósito foi bem-sucedido na detecção de microtrincas em placas de fibra de carbono presente nos aviões.

Ao colar o filme compósito na superfície da placa, a presença de trincas é detectada. Isso ocorre porque as fissuras emitem sinais conhecidos como ondas de Lamb. Nesse caso, o PZT percebe a interferência e gera um sinal que pode ser lido em um osciloscópio.

Entre outras possíveis aplicações desses sensores também estão a detecção de vazamentos de raios X em clínicas e hospitais e a produção de implantes capazes de estimular o crescimento ósseo guiado, o que seria muito útil em tratamentos ortopédicos e implantes dentário.

Supercapacitores

Entre os próximos desafios da pesquisa está o desenvolvimento de matrizes poliméricas mais moles, semelhantes à borracha. "Em teoria, quanto maior a deformação do compósito, maior é o sinal gerado", explicou o professor da Unesp.

Os pesquisadores procuram parceiros que se interessem em investigar novos capacitores que consigam armazenar uma quantidade maior de energia do que os modelos atuais. A nova geração desses dispositivos, apelidados desupercapacitores, é alvo das pesquisas desse tipo de energia.

Sakamoto aponta que a resposta para esse obstáculo estará mais uma vez na nanotecnologia. "O desafio será desenvolver outro nanomaterial com a propriedade primordial de acumular grande quantidade de energia em um tamanho reduzido", disse.

Energia Eólica a partir de plataformas de petróleo desativadas

Portal Brasileiro de Energias Renováveis

Biodiesel

Biodiesel (ésteres mono alquila) é um combustível diesel de queima limpa derivado de fontes naturais e renováveis como os vegetais. É obtido principalmente de girassol, amendoim, mamona, sementes de algodão e de colza. É uma alternativa renovável, que resolve dois problemas ambientais ao mesmo tempo: aproveita um resíduo, aliviando os aterros sanitários, e reduz a poluição atmosférica. É uma alternativa para os combustíveis tradicionais, como o gasóleo, que não são renováveis.

Etanol

O etanol é um álcool, um composto orgânico oxigenado, também denominado álcool etílico, e sua fórmula química é o C2H5OH. No Brasil o etanol é utilizado como combustível automotivo de duas formas: álcool hidratado, para carros a álcool ou flex fuel, e álcool anidro, que é adicionado a gasolina, atualmente na proporção de 25%.
A diferença entre os dois é o teor de água presente no produto: o álcool hidratado possui cerca de 7% de água, enquanto o álcool anidro possui apenas 0,7%, no máximo.

Cartilha Biocombustíveis

Fonte: Ecoclima

Hidrogênio

A partir da visão de uma economia do hidrogênio, na qual a eficiência e a viabilidade econômica de sua aplicação são quesitos fundamentais para a inserção no mercado desse novo energético, o desenvolvimento de células a combustível de alto desempenho a custos acessíveis é fator crítico de sucesso.

Estão em andamento vários projetos de pesquisa com o objetivo de conhecer as diversas tecnologias existentes de células a combustível e suas aplicações, um dos quais visa à operação de uma célula a combustível com tecnologia do tipo ácido fosfórico, alimentada a gás natural, que opera desde junho de 2002, alimentando o CPD do Centro de Pesquisas da Petrobras. Outros projetos, em conjunto com universidades, objetivam o desenvolvimento de membranas para células do tipo PEM (membranas permeáveis), bem como de sistemas de células do tipo SOFC (óxido sólido).

Ônibus a hidrogênio - Uma das vantagens do ônibus a hidrogênio é que ele não produz compostos tóxicos ao se locomover. O único subproduto gerado pelo combustível que ele usa é a água.

A corrida em busca desse combustível dos sonhos já começou: no mundo inteiro, as maiores companhias de energia investem pesado em estudos para tornar viável o uso dessa tecnologia - e a Petrobras não poderia ficar para trás.

Está em desenvolvimento o ônibus movido a hidrogênio. O projeto envolve cientistas do Centro de Pesquisas (Cenpes), do Centro de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ), do Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento (Lactec), além de equipes de empresas nacionais, como Eletra e Caio. Parte dos recursos foram garantidos pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep).

O protótipo é inspirado no conceito dos trólebus - ônibus elétricos nos quais a energia é gerada no próprio veículo. A eletricidade, no caso, será fornecida por uma célula a combustível de hidrogênio. O princípio é simples: em contato com um catalisador, os átomos de hidrogênio são separados de seus elétrons. O movimento dessas partículas gera uma corrente elétrica transmitida para o motor elétrico, que traciona os eixos das rodas. No fim do processo, o hidrogênio combina-se com o oxigênio e forma as moléculas de água que serão expelidas pelo escapamento.

  • Uma grande vantagem do hidrogênio é que ele pode ser produzido na própria estação de abastecimento, evitando altos custos com o transporte do combustível.

Fonte: Petrobrás