UNIÃO DINÂMICA DE FACULDADE CATARATAS
FACULDADE DINÂMICA DAS CATARATAS
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
Missão: “Formar Profissionais capacitados, socialmente responsáveis e aptos a
promoverem as transformações futuras”
MONTAGEM DE UM PROTÓTIPO DE BICICLETA
ESTACIONÁRIA COM MATERIAIS REUTILIZADOS QUE
GERA ENERGIA ELÉTRICA: ANÁLISE ENERGÉTICA E
AMBIENTAL
AKIM ALEXANDRE CARDOSO MEDEIROS
Foz do Iguaçu - PR
2012
1
AKIM ALEXANDRE CARDOSO MEDEIROS
MONTAGEM DE UM PROTÓTIPO DE BICICLETA
ESTACIONÁRIA COM MATERIAIS REUTILIZADOS QUE
GERA ENERGIA ELÉTRICA: ANÁLISE ENERGÉTICA E
AMBIENTAL
Trabalho de conclusão de Curso
apresentado à banca examinadora
da
Faculdade
Dinâmica
das
Cataratas - UDC, como requisito
parcial para obtenção de grau de
Engenheiro Ambiental.
Orientadora:
Panazzolo.
Foz do Iguaçu – PR
2012
MSc.
Francieli
2
TERMO DE APROVAÇÃO
UNIÃO DINÂMICA DE FACULDADES CATARATAS
MONTAGEM DE UM PROTÓTIPO DE BICICLETA ESTACIONÁRIA COM
MATERIAIS REUTILIZADOS QUE GERA ENERGIA ELÉTRICA: ANÁLISE
ENERGÉTICA E AMBIENTAL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE
BACHAREL EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Aluno: Akim Alexandre Cardoso Medeiros
Orientadora: Prof. MSc. Francieli Panazzolo
Nota Final
Banca Examinadora:
Profº. Eduardo Marques Trindade
Prof.º Jeancarlo Vivan
FOZ DO IGUAÇU, 6 DE JULHO DE 2012.
3
AGRADECIMENTOS
Com certeza posso afirmar que sou uma pessoa de muita sorte, por
ter encontrado pessoas raras em meu caminho e por estar realizando um sonho
que é ser um profissional que atua na criação, no aperfeiçoamento e na
implementação de novas tecnologias.
Em primeiro lugar agradeço a Deus, por ter iluminado meu caminho e
por ter colocado pessoas essenciais na minha vida.
Agradeço principalmente a pessoa mais importante da minha vida,
minha querida e linda esposa Cassiana, pelo apoio, dedicação, compreensão,
atenção e amor. Iluminando meus passos ao sucesso e a realização pessoal.
Agradeço também a minha professora e orientadora Francieli
Panazzolo, pela paciência, explicações, correções que foram essenciais para o
sucesso do projeto.
A minha eterna gratidão ao Sr. Cezar Cabral que foi de suma
importância na minha formação acadêmica, aumentando minha visão do mundo
e me apresentando ao mais rico tesouro do mundo, o conhecimento.
Por fim, aos meus amigos e familiares que me apoiaram e
colaboraram na conclusão do projeto.
4
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 13
2 REFERENCIAL TEÓRICO..................................................................................... 15
2.1 ENERGIA: UM CONCEITO INICIAL .................................................................... 15
2.2 FONTES DE ENERGIA ....................................................................................... 17
2.3 FONTES DE ENERGIA NÃO RENOVÁVEIS ....................................................... 17
2.3.1 Problemas pelo consumo de recursos energéticos não renováveis ................. 18
2.4 FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA ............................................................ 20
2.4.1 Energia solar .................................................................................................... 21
2.4.2 Biomassa.......................................................................................................... 22
2.5 ENERGIA MECÂNICA COMO FORMA ALTERNATIVA DE GERAÇÃO DE
ENERGIA .................................................................................................................. 23
2.6 FORMAS MAIS UTILIZADAS PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A
PARTIR DA ENERGIA MECÂNICA ........................................................................... 24
2.6.1 Energia Eólica .................................................................................................. 24
2.6.2 Energia hidráulica ............................................................................................. 25
2.7 PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA ................................................................ 26
2.7.1 Princípio da Conservação de energia .............................................................. 26
2.7.2 Energia Potencial ............................................................................................. 27
2.7.3 Energia Cinética ............................................................................................... 28
2.7.4 Energia Mecânica ............................................................................................. 29
2.8 AS LEIS DE FARADAY E DE LENZ ..................................................................... 30
2.8.1 Geradores elétricos .......................................................................................... 30
2.9 ALTERNADORES, TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA ................................................................................................................. 31
2.9.1 Funcionamento Básico de um alternador ......................................................... 33
2.9.2 Características de um alternador automotivo ................................................... 36
2.9.3 Tipos de alternadores compatíveis ................................................................... 36
2.9.4 Eficiência energética de alternadores e dínamos em sistema de bicicletas
estacionárias ............................................................................................................. 38
2.9.5 Consumo energético de equipamentos elétricos presentes em uma
academia ................................................................................................................... 40
5
3 MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................... 41
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ...................................................... 41
3.1.1 Locais de Execução do Projeto ........................................................................ 41
3.1.2 Dados do Município ............................................. Erro! Indicador não definido.
3.2 CARACTERIZAÇÕES DO SISTEMA................................................................... 42
3.2.1 Materiais utilizados ........................................................................................... 43
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 49
5 CONSIDERÇÕES FINAIS...................................................................................... 54
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 55
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Consumo de energia elétrica per capita em 2007 .................................... 16
Figura 2 – Gerador de corrente alternada ................................................................. 31
Figura 3 – Alternador automotivo, exemplo da ventoinha externa............................. 32
Figura 4 – Componentes básicos de um alternador .................................................. 34
Figura 5 – Regulador de tensão ................................................................................ 35
Figura 6 –
Dois circuitos com correntes alternadas apresentam elementos
como resistores, capacitores e indutores................................................ .................. 35
Figura 7 –
Alternador AC Delco 312 - 39 (2009). .................................................. 37
Figura 8 –
Alternador USA mpa7145106 – BUILT ................................................ 37
Figura 9 –
Alternador Bosch – 9120080190. ......................................................... 38
Figura 10 – Esquema de rotação do protótipo ........................................................ 44
Figura 11 – Protótipo completo e montado ............................................................. 47
Figura 12 – Protótipo em funcionamento ................................................................ 49
7
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 –
Consumo mundial de energia por fonte ............................................... 19
Gráfico 2 –
Oferta interna de energia elétrica ......................................................... 21
Gráfico 3 –
Relação
da
eficiência
elétrica
de
um
dínamo
e
um
alternador...................... ............................................................................................ 32
Gráfico 4 –
Valores máximos e médios de potência dos quadros sprints sobre
bicicleta estacionária...................... ........................................................................... 39
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 –
Relação entre o ritmo de velocidade da pedalagem e comparativos
à energia elétrica gerada ........................................................................................... 38
Tabela 2 –
Consumo médio mensal de alguns aparelhos elétricos ....................... 40
Tabela 3 –
Relação entre frequência de pedalagens e carga elétrica gerada ....... 51
Tabela 4 –
Quantidade média de tempo em pedaladas necessárias para
abastecer um equipamento durante uma hora por dia .............................................. 52
9
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ANEEL
Agência Nacional de Energia Elétrica
BEN
Balanço Energético Nacional
IBGE
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
10
LISTA DE SÍMBOLOS
W
Trabalho resultante
Δ
Variação
K
Energia cinética
m
Massa
V
Velocidade
U
Energia potencial
Emec
Energia mecânica
W
Potência
kWh
Quilowatt-hora
11
MEDEIROS, Akim Alexandre Cardoso. Montagem de um protótipo de uma
bicicleta estacionária que gera energia elétrica: análise da viabilidade ambiental
e econômica. Foz do Iguaçu, 2012. Trabalho de Conclusão de Curso
(Bacharelado em EngenhariaAmbiental) – União Dinâmica de Faculdades
Cataratas.
RESUMO
O crescimento rápido da industrialização e urbanização levou à exploração e
utilização de recursos naturais não renováveis, por ter em uma maior facilidade
de obtenção, causando, assim, um aumento considerável de lançamento de
poluentes no meio ambiente, os quais geram graves problemas que refletem
principalmente nas alternações climáticas, além de serem fontes de energia que
um dia poderão se esgotar, se seu uso não for de forma racional. A escolha do
assunto se justifica na abordagem da viabilidade de elaborar projetos geradores
de energias alternativas, principalmente no incentivo e na conscientização de
que energia renovável pode ser um grande passo para o desenvolvimento social
sustentável. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade econômica e
ambiental em projetar uma bicicleta ergométrica que pudesse gerar sua própria
energia, através do dimensionamento de um protótipo que transforma energia
mecânica em energia elétrica. O dimensionamento do protótipo foi realizado a
partir de pesquisas e testes realizados em uma auto elétrica e em uma
metalúrgica a fim de obter uma maior credibilidade aos resultados apresentados.
Os resultados obtidos evidenciam a viabilidade econômica de protótipo no qual
em 130 pedaladas constantes o alternador consegue gerar uma carga de 5,41W
de potência, e viabilidade ambiental em construir um protótipo gerador de
energia elétrica através de materiais reutilizados tendo como finalidade a criação
de um projeto sustentável. Portanto a aplicação e a utilização de meios
alternativos de geração de energia limpa proporcionam uma nova perspectiva
para as gerações futuras.
Palavras-chave: Alternador, desenvolvimento sustentável, energia renovável.
12
MEDEIROS, Akim Alexandre Cardoso. Assembly of a prototype of a stationary
bike that generates electricity: the analysis and economic feasibility. Foz do
Iguaçu, 2012. Completion of course work (Bachelor of Environmental
Engineering) - Dynamic Colleges Falls Union.
ABSTRACT
The rapid growth of industrialization and urbanization
led to the exploration and use of nonrenewable natural resources, having greater
ease of obtaining the same, thereby causing a considerable increase in the
release of pollutants into the environment, which create serious problems that
reflect especially in the climatic alternations, besides being a source of energy
that may one day be exhausted, if its use is not in a rational way. The choice of
subject is justified in addressing the feasibility of developing alternative energy
generating projects, particularly in encouraging and awareness that renewable
energy can be a major step towards sustainable social development. The
objective of this work was to study the economic feasibility and environmental
design an exercise bike that could generate their own power, through the design
of a prototype that converts mechanical energy into electrical energy. The design
of the prototype was carried out from research and tests on an electrical self and
a metallurgical order to achieve greater credibility to the results presented. The
results obtained demonstrate the economic viability of the prototype where
pedaling at 130 contained the alternator can generate a load of 5.41 W of power,
and environmental feasibility of building a prototype electric generator using
reused materials and aims to create a sustainable design. Therefore the
application and use of alternative clean energy generation provides a new
perspective for future generations.
Keywords: Alternator, sustainable development, renewable energy.
13
INTRODUÇÃO
As explorações dos recursos naturais ocorrem há muito mais tempo que
se pode imaginar. Relatos confirmam que por volta dos anos 4000 a.C., no Oriente
médio, os povos utilizavam os derivados do petróleo para pavimentação, iluminação
e aquecimento das casas, assim como para interesses bélicos além da utilização de
óleos e graxas.
Contudo o petróleo não tinha um valor econômico considerável e sua
utilização tampouco era valorizada. No fim do século XX, com os avanços de novas
tecnologias, essa situação se reverteu e o petróleo passou a ser um fator
predominante na revolução industrial, constituindo a matéria prima mais utilizada no
mundo, alavancando o mercado econômico.
A partir desta época o petróleo assume um papel importante na
sociedade, alterando a economia mundial e centrando o foco dos cientistas. O que
não se previa até então era que esse recurso natural, que atendia a necessidade do
homem na época, poderia colocar em risco o ambiente futuro afetando e
contrariando o desenvolvimento sustentável.
Com o advento da Revolução Industrial, além do petróleo, novas
tecnologias surgiram, impulsionando o processo de industrialização que crescia
mundialmente, a exemplo, temos a geração de energia elétrica que utiliza a força
das águas, com a criação de usinas hidrelétricas. Energia essa que acelerou e muito
o progresso, melhorando a qualidade de vida da população.
Em virtude disso, o homem começou a pensar de maneira diferente e
tornou-se cada vez mais dependente desta energia, buscando, ao longo dos anos,
criar equipamentos elétricos que facilitassem a sua vida, atendendo as necessidades
e aos desejos de todos.
Desta forma, a
evolução
tecnológica
servindo
de
alavanca
ao
desenvolvimento da produção em grande escala, gerou mais trabalho e mais renda
ao mundo, além de trazer mais conforto à vida de todos. Contudo, como
consequência, trouxe uma gama de impactos ambientais.
Isto porque o crescimento da industrialização e urbanização levou à
utilização de fontes de energia não renováveis, causando, assim, um aumento
considerável de lançamento de poluentes no meio ambiente, os quais geram graves
14
problemas ambientais, além de serem fontes de energia que um dia poderão se
esgotar, se seu uso não for de forma racional.
As mudanças climáticas estão cada vez mais nos alertando sobre que
pode acontecer. É hora de haver a conscientização de todos de que são
responsáveis por esta crise ambiental a qual vivenciam atualmente, e que a solução
está, inicialmente, na mudança das atitudes em relação à preservação do meio
ambiente e a substituição das energias não renováveis por fontes alternativas de
energia.
Tendo em vista que as chamadas fontes de “energias sujas”, cujo tempo
de reposição é muito superior ao tempo de seu uso, são as mais utilizadas
atualmente para abastecer o sistema de energia em todo o mundo, presencia-se ao
longo dos anos, e principalmente no momento atual, um considerável aumento de
impactos negativos ao meio ambiente, como por exemplo, o efeito estufa.
Assim, a busca por energias alternativas tem se tornado o centro de
inúmeras pesquisas no intuito de prover o correto aproveitamento de fontes
renováveis, buscando a substituição das energias com recursos limitados e
esgotáveis.
A fim de exemplificar essa mudança de atitude quanto ao uso dos
recursos naturais, este estudo teve por objetivo projetar e testar a viabilidade
econômica e ambiental de uma bicicleta ergométrica, com materiais reutilizados, que
gera energia. O projeto busca idealizar uma forma de acoplar um alternador comum
de automóvel junto ao sistema da bicicleta estacionária, com o intuito de gerar
energia suficiente para armazená-la em uma bateria.
Pretendeu-se dessa forma, abordar a questão da utilização de energias
sustentáveis, buscando a conscientização social da importância de tais energias,
avaliando sua viabilidade econômica, a fim de incentivar a adoção do projeto em
grande escala, como em academias de ginástica, por exemplo.
15
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 ENERGIA: UM CONCEITO INICIAL
A palavra energia, remonta sua origem no dialeto grego (enérgeia) que
significa trabalho. Essa palavra surgiu em 1807, e foi usada pelo médico e físico
inglês Thomas Young. O esclarecimento de Thomas para o termo energia está
ligado e relacionado com a percepção que ele obtinha de que a energia concentra a
capacidade de um objeto realizar alguma forma de trabalho mecânico (BUCUSSI,
2007).
Afirma Branco (2004) que sempre podemos encontrar a energia na
natureza especialmente na forma de luz e calor resignados pelo sol. Mas, além
disso, poderá ser também originada de outras fontes, como o átomo, a energia dos
oceanos ou a energia interna da terra.
Por outra ótica esclarece Hinrichs e Kleinbach (2003) que a energia pode
ser definida atualmente como um dos principais elementos da sociedade. Ela é
fundamental na criação dos bens e serviços, usando como matéria prima os
recursos naturais. O acréscimo econômico e os padrões de vida altíssimos são
procedimentos complexos que dividem um denominador comum, a oferta e
disposição de fornecimento apropriado e confiável de energia.
O consumo de energia é um reflexo das inúmeras atividades industriais,
comerciais e de serviços, devido à disposição da população para obter os melhores
bens e serviços tecnologicamente avançados, tornando-se um fator determinante na
observação do desenvolvimento econômico e do nível de qualidade de vida de
qualquer sociedade. A Figura 1, a seguir, ilustra o consumo de energia primária per
capita em proporção mundial registrada pela BP Global (Beyond Petroleum) em
2007 (ANEEL, 2008).
16
Figura 1 – Consumo de energia elétrica per capita em 2007.
Fonte: ANEEL, 2008.
Ao longo dos anos a comunidade mundial tornou-se cada vez mais
dependente da energia elétrica. O consumo dessa energia é um padrão global
encabeçado pelos países capitalistas industrializados, através do qual o crescimento
e desenvolvimento econômico e social das nações estão diretamente e intimamente
ligados. O crescimento econômico-social e produção/consumo de energia elétrica
são variações que se acondicionam e se relacionam reciprocamente em sua
dinâmica de expansão (CASTRO e KLAGSBRUNN, 2010).
Observa-se, com relação ao aspecto econômico, que o seu crescimento
acelerado, principalmente na área industrial, aumenta gradualmente a demanda do
consumo de energia elétrica, refletindo numa maior exigência de disponibilidade
dessa energia, e por outro lado, a geração dessa energia impulsiona o crescimento
econômico de um país (OLIVEIRA, 2008).
O relevante aumento do consumo de energia, apesar de refletir o
crescimento econômico-social de uma determinada sociedade, traz em seu bojo
problemas de cunho ambiental e proporção mundial, a exemplo do esgotamento dos
recursos utilizados para a produção de energia e dos impactos negativos ao meio
ambiente produzido por essa atividade (ANEEL, 2008).
Diante disso, a utilização de determinadas fontes de energia – aquelas
responsáveis direta ou indiretamente, com maior ou menor intensidade para o
desequilíbrio do meio ambiente – tem papel de suma importância nas medidas de
mitigação dos eventuais danos causados (LELLIS, 2007).
17
2.2 FONTES DE ENERGIA
As fontes de energia são as formas em que a energia é encontrada na
natureza. Essas fontes, também chamadas de recursos energéticos, podem ser
classificadas em dois tipos: primárias e secundárias; renováveis e não renováveis.
As energias primárias originam-se de processos naturais, necessitando, geralmente
de uma transformação para ser utilizada, como por exemplo, o carvão, petróleo e o
gás natural, que serão transformadas em energia secundária, qual seja, a
eletricidade, gasolina, entre outros (SILVA, 2005).
Classificando as fontes renováveis e não renováveis, Jannuzzi (1997)
esclarece que nenhuma fonte é inesgotável. Contudo, para serem consideradas
fontes renováveis de energia precisam se adequar aos padrões de uso pela
humanidade, no qual suas fontes sejam permanente e relativamente certas. Em
comparação, temos as fontes de energias que são consideradas fontes não
renováveis, que carregam consigo uma particularidade, geralmente são muito
nocivas ao ambiente e suas reposições naturais levam muito tempo sob condições
ideais para se formarem, tais como o petróleo, carvão mineral, gás natural, entre
outros.
2.3 FONTES DE ENERGIA NÃO RENOVÁVEIS
As fontes de energia não renováveis são aquelas que se encontram na
natureza em quantidades limitadas, podendo se esgotar. São também conhecidas
como fontes de energia convencionais ou energias sujas, haja vista pautarem-se na
utilização de combustíveis fósseis, o que pode causar sérios danos ao meio
ambiente (SILVA, 2005).
De acordo com Branco (2004), a energia fóssil é resultante de grandes
reservas de compostos orgânicos que passam, ao longo do tempo, por lentas
alterações de caráter químico, sem perder, entretanto, suas características de
moléculas orgânicas, dotados de elevado conteúdo energético, dando origem, dessa
18
forma, a depósitos de carvão fóssil, turfas, petróleo e gás combustível, que
atualmente são largamente utilizados como importantes fontes de energia.
2.3.1 Problemas pelo consumo de recursos energéticos não renováveis
Do rápido aumento, bem como de planejamentos errados tanto na
produção quanto no consumo de energia, decorreram consequências ambientais
que podem afetar o desenvolvimento futuro. A utilização das energias provenientes
de combustíveis fósseis e nucleares geraram os mais rigorosos impactos tanto nos
países subdesenvolvidos quanto nos industrializados. Pode-se ressaltar a
degradação do ar, erosão do solo, desmatamento, resíduos radioativos entre outros
como a sedimentação de bacias hidrográficas (JANNUZZI, 2001).
Para Goldemberg e Villanueva (2003), as principais causas dos
problemas atuais estão relacionadas com o crescimento populacional, industrial,
transportes, agricultura, turismo e mudança da característica do consumismo. A
forma como a energia é produzida e utilizada, contudo, está na raiz de muitas
dessas causas. Os principais problemas enfrentados atualmente no planeta estão
relacionados ao uso de combustíveis como o petróleo e o carvão. O autor relata
ainda que cerca de 85% do enxofre lançado na atmosfera, bem como 75% das
emissões de carbono, tem origem na queima de combustíveis fósseis, o carvão e o
petróleo, desencadeando assim o "efeito estufa".
O mundo está alerta no que se refere à degradação ambiental e ao
desequilíbrio causado pelo uso desenfreado dos recursos naturais, emergente
principalmente a partir da Revolução Industrial, com o desenvolvimento da atividade
industrial, além dos setores como transportes, energia e pecuária (CARVALHO,
2009).
Segundo o Ministério das Relações Exteriores (2009) desde o advento da
Revolução Industrial até a década de 70, os combustíveis fósseis dominaram a
matriz energética mundial. Em âmbito internacional, atualmente, ainda que haja
esforços com a finalidade de mitigar a utilização dos recursos energéticos nãorenováveis no consumo mundial, os três principais combustíveis (petróleo, gás e
carvão) são responsáveis por 80% da demanda mundial de energia.
19
O acelerado crescimento da demanda de energia, além de trazer
preocupações quanto à redução da oferta e ao impacto nos preços, levantou o
problema da degradação do meio ambiente, transformando a energia em assunto
crítico a se tratar em âmbito mundial. Quanto às fontes de energias não renováveis,
a Confederação Nacional das Indústrias (2007) ilustrou o consumo mundial dessa
energia por fonte, conforme se verifica no gráfico abaixo:
Gráfico 1 – Consumo mundial de energia por fonte.
Fonte: Confederação Nacional da Indústria, 2007.
Outro grande problema em relação ao uso das fontes de energias não
renováveis, como os combustíveis fósseis, está na perspectiva de sua renovação.
Uma vez exauridas suas reservas naturais elas não serão recuperadas. Ao contrário
com o que tem acontecido com o álcool e a lenha, os quais, por serem considerados
renováveis e menos poluentes, têm chamado à atenção para o desenvolvimento
aplicado, e de investimentos em tecnologias que permitam a utilização de fontes de
renováveis de energia (BRANCO, 2004).
Buscando mitigar os impactos ambientais e manter o progresso
econômico desenvolveram-se uma ampla variedade de tecnologias para produzir
energia a partir das fontes renováveis. A Petrobras, por exemplo, tem como objetivo
investir no aproveitamento de fontes energéticas que não se esgotam e não agridem
o meio ambiente (Petrobras, 2009).
20
2.4 FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
Devido à degradação ambiental e suas catastróficas consequências, bem
como à limitação da quantidade de recursos não renováveis utilizados largamente
em escala mundial, o homem viu-se obrigado a encontrar novas fontes de energia,
com o intuito de substituir os combustíveis fósseis e ao mesmo tempo lograr êxito
em fórmulas e métodos de diminuição dos danos ao ambiente. Este foi o ponto de
partida para estudos pautados em subsídios para a idéia de desenvolvimento aliado
a preservação (BRANCO, 2004).
Dessa forma, visando elevar os debates e propor meios para solucionar o
problema, a Organização das Nações Unidas promoveu a Conferência de
Estocolmo, em 1972. Com o objetivo de harmonizar o desenvolvimento econômico e
a conservação ambiental, a referida Conferência resultou na criação da Declaração
sobre o Ambiente Humano (Revista Meio Ambiente, 2009).
Nasceu, então, o conceito de desenvolvimento sustentável, pautado no
modelo de desenvolvimento que fosse satisfatório às necessidades das gerações
presentes sem afetar a capacidade de gerações futuras de também satisfazer suas
próprias necessidades (HINRICHS e KLEINBACH, 2003).
Em relação à energia elétrica, nota-se que, sua produção em larga
escala, de uma forma ou de outra, provoca alterações na natureza. Algumas delas,
contudo, provocam maiores percentagens de impactos, não só ambientais, como
também culturais e sociais. Em busca de um desenvolvimento sustentável as
sociedades têm tentado utilizar matrizes alternativas, ou mesmo de matrizes
convencionais que usam fontes renováveis para a produção de energia, todos elas
com os recursos que cada país oferece (SILVA e CARVALHO, 2002).
Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL (2008), em
nível mundial, o Brasil é o país com maior potencial hidrelétrico: um total de 260 mil
MW, segundo o Plano 2015 da Eletrobrás, possibilitando a produção de energia em
larga escala por meio dessa fonte.
Observa-se no gráfico abaixo, que segundo os resultados preliminares do
Balanço Energético Nacional – BEN, elaborado pela Empresa de Pesquisa
Energética (ano base 2010) na oferta interna de energia elétrica, a energia de fonte
21
hidráulica, atualmente, constitui, predominantemente, a maior produtora de
eletricidade do país (MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA, 2011):
Gráfico 2 – Oferta Interna de Energia Elétrica.
Fonte: BEN – Balanço Energético Nacional. Ministério de Minas e Energias, 2011.
Dessa forma, no que tange à questão ecológica, as chamadas fontes de
energia renováveis, como a energia solar (painel solar, célula fotovoltaica), a energia
eólica (turbina eólica, cata-vento), a energia hídrica (roda d’água, turbina aquática), a
biomassa (matéria de origem vegetal), dentre outras tantas fontes alternativas de
energia, começam a ganhar espaço no cenário mundial (SANTOS e MOTHÉ, 2008).
2.4.1 Energia solar
Para Rodrigues (2002), a energia solar é a fonte mais significativa
presente em nosso mundo. Ele afirma ainda que a energia proveniente dos raios
solares é uma forma ideal de energia alternativa, por possuir características
expressivas como: ter em grande quantidade, constante e renovável.
22
Além disso, quase todas as demais fontes de energia (eólica, biomassa,
hidráulica, etc.) são formas indiretas de energia solar. A radiação solar absorvida
pelas plantas no decurso do processo de fotossíntese é parcialmente convertida em
biomassa, sendo dessa forma, energia solar. O solo, o mar e o ar também absorvem
energia solar, onde permanece armazenada parcialmente sob a forma de energia
mecânica (potencial ou cinética) e sob forma de energia térmica (PALZ, 2002).
A radiação solar tanto pode ser utilizada como fonte de energia térmica,
para aquecimento de fluidos e ambientes e geração de potência mecânica ou
elétrica, quando pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica
(CENTRO DE REFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SERGIO DE
SALVO BRITO, 2006).
No entanto, existem algumas desvantagens na utilização da energia solar
como, por exemplo, as formas de armazenamento da energia solar, que são pouco
eficientes quando comparadas a outras fontes de energia como combustíveis
fósseis, energia hidroelétrica e biomassa; existe variação na quantidade de energia
produzida de acordo com a situação atmosférica; além de que os geradores só
possuem rendimentos em locais onde existam poucas nuvens e, durante a noite não
é produzida energia alguma, e por fim, não é viável economicamente em relação aos
outros meios de energia (PORTAL ENERGIA, 2009).
2.4.2 Biomassa
Conforme define Hinrichs e Kleinbach (2003) a energia de biomassa é a
energia derivada de matéria viva, os grãos como o milho e o trigo, as árvores e as
plantas aquáticas são alguns exemplos. Esta matéria viva também é encontrada nos
resíduos agrícolas e florestais, bem como nos resíduos sólidos municipais.
É uma fonte de energia de suma importância em matéria ambiental, pois
ao mesmo tempo em que constitui uma forma de energia renovável, se utiliza de
resíduos sólidos, eliminando-os – ainda que de forma parcial – do meio ambiente.
Seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio da combustão em
fornos e caldeiras alimentando termoelétricas ou outro sistema que utiliza calor
(PORTAL BRASILEIRO DE ENERGIAS RENOVÁVEIS, 2011).
23
Por outro lado, a utilização da energia a biomassa possui suas
desvantagens, quais sejam: desmatamento de florestas, além da destruição de
ecossistemas formados; possui um menor poder calorífico quando comparado com
outros combustíveis; os biocombustíveis líquidos contribuem para a formação de
chuvas ácidas; dificuldades no transporte e no armazenamento de biomassa sólida,
dentre outros (PORTAL ENERGIA, 2009).
2.5 ENERGIA MECÂNICA COMO FORMA ALTERNATIVA DE GERAÇÃO DE
ENERGIA
Segundo Hinrichs e Kleinbach (2003) a energia é a capacidade de
executar um trabalho. Sendo assim, a energia mecânica é aquela que decorre do
movimento dos corpos ou armazenada nos sistemas físicos. A energia mecânica de
um sistema é definida pela soma da energia cinética com a soma da energia
potencial.
Dessa forma, a energia cinética é a energia associada ao movimento de
uma partícula ou um corpo, em outras palavras é a energia resultante da
transferência de energia do sistema que põe o corpo em movimento (PORTAL DO
PROFESSOR, 2010).
A água corrente tem energia cinética em função de seu movimento; a
energia pode ser convertida em trabalho útil quando a água se choca com as pás de
uma roda d’água, por exemplo. Da mesma forma, à medida que o ar interage com
as lâminas de uma turbina de vento, o eixo é movimentado, e a energia cinética do
vento é convertida em energia cinética do eixo e depois em energia elétrica por meio
de um gerador (HINRICHS e KLEINBACH, 2003).
24
2.6 FORMAS MAIS UTILIZADAS PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A
PARTIR DA ENERGIA MECÂNICA
2.6.1 Energia Eólica
Segundo explica Branco (2004), a descoberta de novas fontes, novas
transformações e novas aplicações de energia confunde-se com a história da
humanidade. Provavelmente uma das primeiras descobertas, foi o uso da força dos
ventos para conduzir barcos a vela. Num segundo momento, os moinhos de vento
foram construídos com o intuito de movimentar, por meio da força dos ventos,
enormes mós ou discos de pedra, para que triturassem grãos e cereais.
Afirma Palz (2002), que a energia oriunda da cinética dos ventos pode ser
convertida em energia útil para dois tipos de sistemas bem caracterizados, um deles
são moinhos de ventos, no qual a humanidade já utiliza há mais de 3000 anos para
gerar energia mecânica, o outro foi a invenção significativa do aerogerador, que
serve para a produção de energia elétrica limpa e sustentável.
De acordo com a ANEEL (2011) a energia eólica é a energia contida nas
massas de ar em movimento, o vento, no qual ocorre por meio de conversão de
energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o uso de turbinas
eólicas, também caracterizados como aerogeradores, contudo seu objetivo é a
geração de eletricidade, ou cataventos para realizar trabalhos mecânicos como
bombeamento de água.
A energia eólica é produzida por moinhos chamados de aerogeradores,
que colhem o vento necessário para mover uma produtora de energia, uma turbina.
As turbinas eólicas, atualmente utilizadas, em sua grande maioria, com eixo de
rotação horizontal, três pás, alinhamento ativo, gerador de indução e estrutura não
flexível, captam a energia cinética contida no vento, convertendo-a em energia
mecânica pelo giro das pás do rotor e transformando-a em energia elétrica por meio
de um gerador (MARTINS, et al., 2008).
No entanto, a energia dos ventos não é constante, e esse é o primeiro
grande problema em relação a esse tipo de energia, pois o vento aumenta e diminui
de intensidade, e por vezes para completamente. Daí a necessidade de armazenar,
25
de forma indireta, o excedente de energia gerada pelos ventos, a armazenagem
mecânica e elétrica (PORTAL ENERGIA, 2009).
Outro grande entrave para a produção de energia através da fonte eólica
e seu aproveitamento comercial são os elevados custos com a construção de cada
equipamento. Não obstante, recentes desenvolvimentos tecnológicos (sistemas
avançados de transmissão, melhor aerodinâmica, estratégias de controle e operação
das turbinas etc.) têm reduzido custos e melhorado o desempenho e a confiabilidade
dos equipamentos, significativamente, nas últimas duas décadas (PORTAL
BRASILEIRO DE ENERGIAS RENOVÁVEIS, 2011).
2.6.2 Energia hidráulica
Como afirma Palz (2002), a hidroeletricidade é, talvez, a mais atraente
forma de energia atualmente disponível. Não causa poluição e bem adequada ao
armazenamento de eletricidade. As usinas são fonte de energia limpa e requerem
pouca manutenção. As usinas hidroelétricas surgem como uma tendência alternativa
energética, produzindo grande quantidade de energia com poucos impactos, tem
uma aceitação maior perante as políticas conservacionistas, por poluírem menos
que energias mais convencionais como os combustíveis não renováveis.
A ANEEL (2011) explica que para se produzir energia hidrelétrica existem
três fatores primordiais, assim como a quantidade de água disponível em um
determinado período de tempo, vazão necessária e os desníveis do relevo, contudo
sendo naturais ou criados artificialmente. No entanto a estrutura de uma usina é
composta, basicamente, pela barragem, complexos de captação e adução de água,
vertedouro e casa de força, que trabalham em conjunto e de modo integrado.
A força das águas move as turbinas, formadas por uma série de pás
ligadas a um eixo conectado ao gerador. Durante o seu movimento giratório, as
turbinas convertem a energia cinética (do movimento da água) em energia elétrica
por meio dos geradores que produzirão a eletricidade. Depois de passar pela
turbina, a água é restituída ao leito natural do rio pelo canal de fuga (ANEEL, 2011).
Apesar disso, ainda há controvérsias sobre o uso desta forma de geração
de energia, como menciona Hinrichs e Kleinbach (2003), pois, ainda que não
26
poluam, as hidrelétricas interferem no meio ambiente. A implantação de uma represa
resulta na devastação de grandes áreas deixando submerso tudo que encontrar.
Formando uma condição inóspita para as espécies de animais e vegetação
ameaçadas de extinção, resultando assim em um novo habitat e com a possibilidade
de aparecer novas espécies.
Na mesma linha de pensamento, Goldemberg e Villanueva (2003)
explicam que usinas hidroelétricas geram impactos de grandes proporções, pela
construção de represas e armazenamento em grande quantidade de água,
causando alagamentos e gerando problemas sociais como a realocação de
populações que vivem na beira dos rios. Não obstante, não se pode negar que
atualmente, o setor elétrico brasileiro possui uma matriz energética bem mais
“limpa”, com forte participação de fontes renováveis já que as usinas hidrelétricas se
caracterizam pela não emissão de gases causadores do efeito estufa.
Para a melhor compreensão sobre os processos de produção de energia
elétrica menos prejudiciais aos meios naturais e humanos, é necessário entender e
identificar a transformação e seus principais processos de uma fonte de energia
primária em elétrica (SILVA e CARVALHO, 2002).
Dada a complexidade do tema, bem como o foco do estudo em apreço,
preliminarmente é necessário desenvolver o processo de transformação de uma
fonte primária de energia em energia elétrica, por meio da transformação da energia
cinética em energia mecânica e desta em energia elétrica (BUCUSSI, 2007).
2.7 PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
2.7.1 Princípio da Conservação de energia
O principio da conservação de energia, é um dos princípios da física que
explica que a energia não pode ser criada, nem tão pouco destruída, apenas
transformada. Este princípio está presente no movimento, na eletricidade, no
magnetismo, na mecânica quântica, enfim, em várias partes dos conhecimentos
naturais. Energia que se transforma e repassa de uma forma para outra, mas
27
sempre se conserva. A veracidade que a energia de um sistema obrigatoriamente
tem que se conservar é a base essencial da física em suas teorias (MEDINA e
NISENBAUM, 2009).
Para Pordeus (2008), a primeira lei da termodinâmica, também conhecida
como a lei da conservação da energia, desde os primórdios do estudo dessa ciência,
dá ênfase à conservação das energias cinética e potencial, em suas mudanças e
transferências, bem como nas suas intervenções com o trabalho.
Trabalho, por sua vez, é a quantidade da energia que é transferida para
um objeto, em razão da aplicação de uma força ao longo de um deslocamento, ou
de um objeto através de uma força que age sobre o objeto (ANDRADE e PILLING,
2009).
Segundo conceitua Halliday et al., (2006), o trabalho W é a energia
transferida para ou de um objeto por intermédio de uma força que atua sobre o
mesmo. Uma energia transferida para o objeto corresponde a um trabalho positivo, e
uma energia transferida de um objeto corresponde a um trabalho negativo.
Na mesma linha de pensamento Santos e Mothé (2008), afirmam que a
energia mecânica permanece constante em sistemas conservativos
2.7.2 Energia Potencial
Afirmam Laranjeiras e Chiappin (2008) que a energia potencial é uma
função das coordenadas tal que a diferença entre seus valores na posição inicial e
na posição final é igual ao trabalho realizado sobre a partícula para movê-la da
posição inicial até a posição final.
A energia potencial está relacionada e integrada em um sistema no qual
existe uma atuação de uma energia conservativa (HALLIDAY et al., 2006).
Uma força é chamada conservativa quando é nulo o trabalho que se
efetua sobre uma partícula, e essa partícula se desloca sobre qualquer trajetória
fechada (FERREIRA, 2007).
Quando ocorre um trabalho “W” sobre uma parte isolada do sistema, a
variação ΔU da concentração potencial pode ser exposta sobre a seguinte fórmula
(HALLIDAY et al., 2006).
28
ΔU= - W
(1)
Conclui-se então que a Energia Potencial é conservativa, pois dada uma
trajetória fechada, a energia potencial inicial é igual à energia potencial final, o que
demonstra seu caráter conservativo (FERREIRA, 2007).
Segundo Souza (1997), define a potência como a quantidade de trabalho
executado por uma unidade de tempo. A potência elétrica é definida e obtida pelo
produto de tensão e pela corrente. Portanto o resultado da potência é medida em
Watts, sendo assim entende-se que: Watts=volt x ampère.
2.7.3 Energia Cinética
Conforme Andrade e Pilling (2009), a energia cinética “K” é a energia
associada ao movimento de um objeto. Quanto mais depressa ele se move, maior a
sua energia cinética. A energia cinética é nula quando o objeto está em repouso,
quando o objeto tiver massa m e velocidade v, for menor que a velocidade da luz,
obteremos a fórmula (energia cinética):
K = ½ m . v²
(2)
Segundo Halliday et al., (2006) o trabalho realizado pela resultante de
forças que atua em um corpo é igual à variação da sua energia cinética, sendo ΔK a
variação na energia cinética do objeto e W o trabalho resultante realizado sobre o
mesmo, podendo ser transcrita como:
Wif = K = Kf - Ki
(3)
Nesse caso, a variação na energia cinética de uma partícula é igual ao
trabalho resultante realizado sobre a partícula. Também podendo ser representada
como:
29
Kf = K i + W
(4)
A fórmula acima, representa a energia cinética após o trabalho resultante
ser realizado é igual a soma da energia cinética antes do trabalho resultante e o
trabalho resultante realizado.
Isto significa que as forças conservativas conservaram a capacidade que
o sistema tinha de realizar trabalho, regressando o sistema à configuração inicial,
readquire também a energia cinética inicial (LARANJEIRAS e CHIAPPIN 2008).
2.7.4 Energia Mecânica
Energia mecânica de um sistema é a soma de sua energia potencial “U” e
a energia cinética “K” dos objetos que compõem o sistema (HALLIDAY et al., 2006):
Emec = K + U
(5)
Segundo Horst (2001), energia mecânica é a soma de energia potencial e
energia cinética de um sistema, diretamente relacionada com o princípio da
conservação de energia no qual explica que a energia não pode ser criada muito
menos destruída, apenas poderá ser transformada ou transferida.
Dentre as forças conservativas Villate (2010), afirma que a energia
mecânica é definida como a soma das energias potencial e cinética, formando a
formula:
E mec = Ec + U,
(6)
Assegura Vittale (2010) que, a lei da conservação da energia mecânica
quando não conservativas, a energia mecânica que atua no sistema permanecerá
30
constante. Deste modo o teorema da energia mecânica e trabalho são definidos
como o acréscimo da energia de forma mecânica em definida como a soma da
energia cinética e a energia potencial, é igual ao trabalho exercido pelas forças não
conservatórias.
2.8 AS LEIS DE FARADAY E DE LENZ
Dentre as quatro leis gerais do eletromagnetismo, a lei da indução de
Faraday é à base do funcionamento de um gerador elétrico. Esta lei relaciona o fluxo
magnético de variação em um condutor fechado com aparecimento de corrente
elétrica no condutor, com a lei de Lenz, o sentido da força eletromotriz induzida é ao
contrario da variação do fluxo magnético que foi produzida. Dessa forma o
movimento rotacional de uma espira em um campo magnético externo, faz com que
a geração aconteça na espira, formando assim uma corrente. Essa corrente por sua
vez gera um campo magnético que se opõe ao fluxo do magnético externo, logo,
criando um campo de resistência para o movimento de rotação (SILVEIRA, 2003).
2.8.1 Geradores elétricos
Existem variadas formas de geradores elétricos e sua principal
característica é transformar energia mecânica em elétrica. Seu funcionamento se
baseia no movimento do induzido em um campo magnético, a corrente induzida cria
uma carga magnética e exerce força contraria ao rotor, por esta razão os dínamos e
alternadores tem que ser acionados mecanicamente. Contudo parte da energia
produzida pelo gerador nunca chega ao seu destino final, porque parte da energia é
perdida no sistema dentro do próprio gerador em função de sua resistência elétrica
(COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA, 2008).
31
Figura 2: Gerador de corrente alternada
Fonte: Companhia paranaense de energia, 2008.
Dessa forma, o alternador cria um campo magnético a partir da
movimentação do imã, o indutor, o qual poderá ser de tipo linear ou circular. Envolta
deste indutor existem as bobinas que percorrem a carga elétrica induzida. Portanto,
a quantidade de energia elétrica produzida é determinada pelos fatores como a:
velocidade do rotor, número de bobinas, magnitude do campo eletromagnético,
polos dos ímãs e resistência ôhmica (SANTOS, 2008).
2.9 ALTERNADORES, TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ELÉTRICA
Dentre os principais tipos de alternadores os de polos individuais, de
garra e os com rotor guia, os mais utilizados são os de polos de garra. Este modelo
de alternador apresenta uma característica principal que é a ventoinha externa
(figura 3), usada como um acessório no controle de temperatura interna do
alternador. Os demais alternadores são de finalidade mais específicas, como o de
polos individuais no qual é utilizado em grandes gerações (ANJOS, 2011).
32
Figura 3: Alternador automotivo, exemplo da ventoinha externa.
Fonte: Santos, 2008.
O alternador trata-se de um equipamento que transforma energia
mecânica em energia elétrica. Seu papel é alimentar os componentes elétricos do
automóvel e recarregar a bateria quando o motor estiver em alta rotação. Mas para
que o alternador consiga carregar a bateria a corrente tem que ser contínua,
corrente está que o alternador alcança com o regulador de tensão. O alternador
nada mais é que um dínamo, mas para diferenciar este novo sistema já que sua
estrutura interna é diferente, chama-se de dínamo com coletor ou de alternador. Os
dínamos eram ineficientes em baixas rotações, por esta razão os alternadores foram
criados para deixar um sistema elétrico dos automóveis mais confiáveis e eficientes.
O gráfico 3 demonstra uma relação da eficiência do dínamo e do alternador,
confirmando que o alternador começa a gerar carga com rotações menores que o
dínamo (CARLOS, 2011).
Gráfico 3 – Relação da eficiência elétrica de um dínamo e um alternador.
Fonte: CARLOS, 2011.
33
Em um sistema elétrico automotivo, o alternador, é responsável por toda
carga usada no veiculo, oferecendo, portanto um equilíbrio elétrico. O alternador e o
dínamo são exemplos de geradores automotivos de bobinas que criam um campo
magnético e através destes a energia é gerada. Apesar de o dínamo ser
sobressalente nas questões no qual não necessitam estar ligado em um sistema
para gerar energia, o alternador reúne algumas vantagens como: fornecimento de
energia em baixa rotação, manutenção baixa, segurança no funcionamento, pouco
discaste e geração elétrica independe do sentido da rotação (MANUAL DE
BATERIAS BOSCH, 2010).
2.9.1 Funcionamento Básico de um alternador
Segundo Fonseca (2009), o motor de um automóvel foi criado com a
finalidade de colocá-lo em movimento e de gerar sua própria energia suprindo as
necessidades dos equipamentos do veiculo, isso é possível através de um
equipamento chamando alternador que ligado ao motor por uma correia gera uma
corrente alternada logo em seguida transforma-se em corrente continua. Quando o
motor esta em funcionamento o alternador fornece a energia para os equipamentos,
sua tensão é de 12 a 14 volts. Para o alternador fornecer esta carga, o sistema tem
que estar fechado, portanto ligado a uma bateria no qual será carregada pelo
gerador, assim o alternador fica magnetizado e poderá gerar a carga desejada.
Para Costa (2002), um alternador baseia-se no induzido que se localiza
no interior de um anel fixo, de ferro macio, o estator. O indutor, ou rotor está armado
em rolamentos fixos no interior do alternador e é ativado por uma correia. Um
alternador gera sua corrente no enrolamento do estator quando o eletroímã
atravessa cada bobina do estator, o numero de vezes com que os eletroímãs
passam pela bobina em um determinado tempo determinam a energia gerada. Os
componentes de um alternador, conforme ilustra a figura 4, são essenciais para o
seu funcionamento, mas o alternador alem de precisar de um regulador de tensão
ilustrada na figura 5 para gerar uma carga continua, também precisa estar
magnetizado com uma carga de 12v, para iniciar o processo de geração de energia.
34
Figura 4: Componentes básicos de um alternador
Fonte: Costa, 2002.
O alternador pode gerar carga tanto no sentido normal ou inverso do
movimento, então após o alternador magnetizado o campo magnético força o
indutor, movimenta as escovas que ficam em contato com o coletor, e os
reguladores convertem em energia contínua. Deste modo o alternador gera uma
corrente elétrica positiva que pode variar dependendo da rotação do rotor. Com o
aumento da rotação do motor a carga elétrica gerada aumenta gradativamente, a
regulagem da tensão é realizada através de um sensor chamado de regulador de
tensão, o qual limita a carga entre 4 a 14 volts. Este equipamento regula também a
intensidade da corrente para evitar que o gerador sofra algum dano, por meio de um
disjuntor e também que impeça a descarga da bateria (COSTA, 2002).
35
Figura 5: Regulador de tensão.
Fonte: Costa, 2002.
De acordo com Fragnito (2010), um gerador de corrente alternada pode
ser passivo ou linear com combinações de resistores, capacitores ou indutores
podendo ser paralelo ou em série, os alternadores são compostos de indutores, no
qual são enrolados com fios de cobre envernizados sobre um sistema cilíndrico ou
retangular. A figura 6 ilustra duas correntes alternadas simples, a (a) é um circuito
com uma malha e a (b) com duas malhas.
Figura 6: Dois circuitos com correntes alternadas apresentam elementos como resistores,
capacitores e indutores.
Fonte: Fragnito, 2010.
36
2.9.2 Características de um alternador automotivo
O funcionamento de um alternador baseia-se na indução eletromagnética,
a corrente induzida produz campo magnético e acelera a movimentação dos elétrons
na bobina do estator, no qual seu resultado final é a corrente alternada. Vale a pena
ressaltar que a tensão não é continua e após cada giro do indutor o ciclo de tensão
se repete formando assim uma onda senoidal com metade positiva e metade
negativa. (EZELLNER, 2011)
Um alternador automotivo geralmente é do tipo trifásico, portanto
fornecendo três correntes alternadas. A frequência de tensão depende da
velocidade de rotação do rotor, quando o alternador no caso for automotivo ele
corresponde a um campo magnético. O alternador automotivo tem a função de
fornecer energia aos componentes elétricos do carro, assim como manter a bateria
carregada para eventualidades. Para que a recarga da bateria seja bem sucedida, a
tensão deve ser continua e de 10 a 15% maior que a carga nominal que fornece.
Dessa forma uma bateria de 12volts, deve receber uma carga continua de 13,7v a
14,7v aproximadamente. Contudo para manter os valores de tensão continua, o
equipamento deve incluir um dispositivo eletrônico chamado regulador, o qual tem a
função de estabilizar a carga e com uma tensão media ou igual à regulagem.
(MANAVELLA, 2008)
2.9.3 Tipos de alternadores compatíveis
O Catálogo de Aplicações da AC Delco (2012), expõe o alternador AC
321 – 39 de 63 ampères, estilo de correia em v este alternador se adapta ao veiculo
Chevette.
37
Figura 7: Alternador AC Delco 312 – 39.
Fonte: Catálogo AC Delco, 2009.
O catálogo de produtos da USA Industries (2012), exibe o alternador
compatível ao veiculo Chevette do modelo mpa7145106, do tipo BUILT
remanufaturado, com 63 ampères, com polia tipo V com reguladores de tensão
externo.
Figura 8: Alternador USA mpa7145106 – BUILT.
Fonte: Catálogo de produtos USA Industries, 2012.
Segundo o Catálogo de produtos Bosch (2012), apresenta o alternador
compatível ao veiculo Chevette da General Motors o modelo 9120080190- Bosch de
35 ampères, com a polia do Pk que para obter o correto acoplamento teria que ser
substituída por polias do tipo “v” com reguladores de tensão externa.
38
Figura 09: Alternador Bosch – 9120080190.
Fonte: Catálogo de produtos Bosch, 2012.
2.9.4 Eficiência energética de alternadores e dínamos em sistema de bicicletas
estacionárias
Para
Santos
(2008),
a
eficiência
elétrica
do
sistema
depende
proporcionalmente da adaptação do gerador aos níveis de rotação do exercício
físico, que pode ser realizado em baixa ou alta intensidade de movimentos de
pedalagem que variam entre 50 a 120 rpm, conforme por ele ilustrado na tabela a
qual reproduz-se abaixo:
Tabela 1: Relação entre o ritmo de velocidade da pedalagem e comparativos à energia elétrica
gerada.
Fonte: Santos, 2008.
39
Ferreira et al, (2010), relata que foram realizados testes em laboratório
para determinar a potência gerada por dez atletas em bicicleta estacionaria
mecânica. Os testes foram realizados com uma série de quatro sprints de dez
segundos cada, por um período de três dias. Após a realização do estudo concluiuse que o sistema gerador chegou ao seu máximo com 700W de potência, no qual a
série de pedalagem atingiria aproximadamente 160rpm. Os resultados mais
relevantes foram determinados como a potência máxima e a potência mínima
ilustrados no gráfico a seguir:
Gráfico 4 – Valores máximos e médios de potencia dos quatros sprints sobre bicicleta estacionaria.
Fonte: Ferreira et al, (2010).
Na análise de Santos (2008), ele baseou-se em informações coletadas
em uma academia de ginástica, e optou por considerar valores médios de cinco
aulas por dia, composta por vinte bicicletas estacionárias. Constatou que a energia
que poderia ser produzida por treinamentos durante um mês seria equivalente a
81,75 kWh, no qual a média semanal girasse em torno de 20 kWh. Temos como
exemplo um ventilador utilizado em academias, no qual consume uma energia
equivalente a 0,2 kWh/mês. Esta energia poderia ser produzida por cinco bicicletas
estacionárias, modificando, assim o modelo de gestão de eficiência energética pela
metade.
40
2.9.5 Consumo energético de equipamentos elétricos presentes em uma
academia
A Eletrobrás (2012) divulgou o consumo médio mensal de alguns
aparelhos elétricos, de acordo com um uso hipotético, dos quais foram selecionados
alguns a título de exemplo, que podem ser verificados na tela abaixo:
Tabela 2: Consumo médio mensal de alguns aparelhos elétricos
Aparelhos Elétricos
Dias
Estimados Média
Uso/Mês
Computador
Consumo
Utilização/Dia
Médio
Mensal (kWh)
30
8h
15,120
30
5h
3,450
Radio elétrico pequeno
30
10h
1,500
Scanner
30
1h
0,270
Telefone sem fio
30
24h
2,160
TV em cores – 42” LCD
30
5h
30,450
Ventilador de mesa
30
8h
17,280
Lâmpada
Fluorescente
23W
Fonte: Eletrobrás, 2012.
41
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
Para a execução do projeto foi avaliado o melhor lugar para sua
realização, levando em consideração a região, ferramentas adequadas e
profissionais capacitados.
3.1.1 Locais de Execução do Projeto
A metalúrgica foi escolhida como a área de estudo da fase inicial da
montagem deste projeto, no qual esta inserida na cidade de Foz do Iguaçu-PR, na
Rua Manoel Moreira Andrion n° 112.
Após a montagem, os testes de eficiência elétrica do alternador foram
realizados em uma auto elétrica, localizada na Rua Martins Pena n° 80. Este local
possui as condições ideais para os testes do estudo, principalmente por ter técnicas
e equipamentos para o teste do protótipo.
A escolha destas áreas também se deve ao fato que profissionais
capacitados nas áreas de torno e solda estão reunidos no mesmo local, facilitando
os trabalhos.
42
3.2 CARACTERIZAÇÕES DO SISTEMA
O protótipo foi montado com materiais reutilizados, a fim de que se
busque uma energia limpa e inteiramente sustentável, demonstrando a viabilidade
de utilizar materiais descartados.
O sistema foi dimensionado para atingir a maior eficiência energética
possível. Visando este objetivo foram adotados materiais que fossem mais leves e
resistentes, como as polias de alumínio e rolamentos de aço.
Iniciou-se, então a busca de uma bicicleta ergométrica que já estivesse
em desuso, porém em perfeito funcionamento, que se adequasse à implantação de
um sistema que pudesse gerar energia. Contudo, a montagem do sistema
necessitou de materiais e serviços adjacentes, como as duas polias de alumínio,
dois rolamentos de aço, duas correias de borracha, um alternador usado do modelo
AC Delco/AC321-39.
Além dos materiais utilizados, foi necessário serviço especializado, como
torno mecânico e metalúrgico, para o auxilio da montagem e adequação de um
sistema simples e inteligente. Como o alternador necessita de uma alta rotação para
iniciar sua geração de energia, foram feitos testes para saber qual seria a sua
rotação final da polia do gerador de corrente alternada e observou-se que somente a
coroa da bicicleta não foi suficiente para gerar carga no alternador, então se projetou
um sistema de polias pequenas e grandes a fim de que se aumentasse a rotação,
ilustrada na figura 10.
43
Figura 10: Esquema de rotação do protótipo.
Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
3.2.1 Materiais utilizados
- Uma bicicleta ergométrica: a bicicleta utilizada foi da marca Miralago M-28, seu
peso é 8 kg, suas dimensões 0.90cm de altura, 0.37cm de largura e 0.65cm de
comprimento. Esta bicicleta foi escolhida porque possui uma estrutura acessível
para a instalação do sistema gerador de energia elétrica, oferecendo as
características necessárias para a sustentação do alternador e das polias.
- Duas correias de borracha: As correias utilizadas foram das marcas Rexon A36 e
Bosch AV10, elas tem a função de transferir a energia mecânica exercida pelo
usuário da bicicleta para o alternador. Foram utilizadas porque oferecem maior
durabilidade e são muito mais leves que correntes, por exemplo, que por sua vez
exigiriam uma lubrificação especial. Foram instaladas separadamente, porém
interligadas pelas duas polias de alumínio, oferecendo uma maior rotatividade ao
alternador, formando assim um sistema conectado.
- Duas polias de alumínio: As polias utilizadas foram da marca Mademil, elas
apresentam dimensões diferenciadas uma de 1,9cm de largura, um diâmetro de 25
cm e um raio de 12,5cm a outra é de diâmetro de 5cm, com 1,9cm de largura e raio
44
de 2,5. Esta variação de tamanho entre as polias é justamente para aumentar a
rotação do alternador, facilitando a geração de energia. A utilização do alumínio
proporcionou ao usuário uma maior leveza no sistema, ajustando assim uma maior
agilidade e rotação ao sistema integrado.
- Dois rolamentos blindados rígidos de aço esféricos: Os rolamentos são da
marca Consolida ted 6001 2rs MAX, suas dimensões giram em torno de 12mm x
28mm x 8mm. Seu objetivo no sistema foi dar leveza a ele, deixando mais
confortável sua utilização, facilitando assim a continuidade das pedaladas e
consequentemente a geração de energia.
- Um alternador: O alternador utilizado foi da marca AC Delco/AC321-39, suas
dimensões giram em torno de 10x14cm seu peso é de 4,5kg, o alternador escolhido
foi do veiculo Chevette, esse alternador foi escolhido porque uma possui um
regulador de tensão integrado, enquanto alternadores de outros veículos são
reguladores externos. Este alternador foi escolhido por ser um equipamento de
pequeno porte e mais leve que outros alternadores,
- Uma bateria: A bateria utilizada foi da marca AC Delco, suas dimensões giram em
torno de 20x18x17, 5 cm, seu peso é de 14,5kg. A bateria escolhida foi uma bateria
de doze volts e 45 amperes, ela tem a função de criar o campo magnético no
alternador, assim possibilitando a geração de energia elétrica do sistema. Após ter
iniciado a geração elétrica, a bateria terá a função de armazenar a energia
produzida.
- Um multímetro: O multímetro Smart DT-830B, tem a função de demonstrar a
carga de entrada ou saída do sistema elétrico, ele foi escolhido porque é de uso
amador e fácil utilização.
- Duas lâmpadas: As lâmpadas utilizadas foram da marca Osram de doze volts,
elas exerceram a função simultânea no sistema, tendo a papel de demonstrar a
quantidade de carga elétrica gerado e o momento em que a bateria estará sendo
carregada. Quando uma lâmpada apaga isso se deve ao fato de que o alternador
esta gerando carga.
45
- Três metros de fio: Os fios utilizados foram da marca Sil, de 2,5 mm, exerceram a
função de conduzir a eletricidade negativa (branca) e positiva (vermelho) do sistema.
È com eles também que é realizado a magnetização do alternador.
- Dois bocais de luz: Os bocais de luzes foram da marca Caaello – 35700, de 3,5
cm com entrada lisa para lâmpadas de doze volts. Eles oferecem o suporte para as
lâmpadas e segurança para não ocorrer curtos circuitos e nem choques elétricos.
- Duas garras de ligação elétrica: As garras da marca Smart são do tipo jacaré,
suas dimensões giram em torno de 8x1 cm. Esta garra foi escolhida porque
apresentava uma resistência adequada ao sistema, seu tamanho era o suficiente
para ser plugada à bateria e também por ter um manuseio leve e fácil.
- Um tubo quadrado de ferro para suporte de eixo: O tubo de ferro serviu como
sustentação para o eixo das polias de alumínio suas dimensões giram em torno de
20x1, 8x4mm. Seu peso é de aproximadamente de 300 gramas. Esta conectada
portanto ao eixo principal das polias e a um suporte duplo de ferro.
- Suporte duplo de ferro: Este suporte foi utilizado na sustentação do suporte de
eixo com dimensões de 7,5x2,5x0,2mm. Conectado ao suporte por um parafuso com
porca de 10 mm.
- Suporte para tencionar a correia do alternador: Este suporte tem a função de
manter a correia do alternador sempre bem esticada, evitando falhas na hora da
geração de energia. Suas dimensões giram em torno de 27x4x 0.2 mm, ligada no
suporte duplo de ferro ao alternador por dois parafusos de 10 mm cada com porca.
- Parafusos: Foram utilizados no sistema três parafusos de 10 mm cada, podem de
comprimentos diferentes. Um de 4 cm de comprimento que foi utilizado no suporte
duplo de ferro para segurar o suporte de eixo, um de 5 cm utilizado no tensor do
alternador e um de 7,5cm para acoplar o alternador no bicicleta.
46
- Eixo de aço: Foi utilizado na ligação das duas polias de alumínio, dentro dos dois
rolamentos blindados, no qual as polias ficassem alinhadas facilitando o ajustamento
das correias. Suas dimensões são de 8cm de comprimento por 1cm de diâmetro.
Figura 11: Protótipo completo e montado.
Fonte: Arquivo pessoal 2012
Após a aquisição da bicicleta, levou-se a uma metalúrgica, local onde se
realizou a acoplagem do sistema.
Posteriormente realizou-se a pesquisa de qual alternador atenderia
melhor os objetivos do sistema, chegando, assim, à conclusão de que o sistema
necessitaria de um alternador que possuísse um regulador de voltagem integrado, e
nesse caso, o alternador mais recomendado seria o utilizado em automóveis
denominados Chevette.
Para atender o objetivo do trabalho que era buscar materiais já utilizados,
adquiriu-se um alternador de Chevette em um ferro velho, e logo após, levando-o até
a metalúrgica para a acoplagem do mesmo à bicicleta.
A inicialização da acoplagem do alternador à bicicleta deu-se com a solda
de um tubo de ferro de 1,5cm de diâmetro e 5cm de comprimento no pé da bicicleta,
com um parafuso atravessado dentro do tubo de ferro, onde fosse possível encaixar
as alças do alternador no tubo, finalizando com uma porca para dar aperto ao
parafuso e manter o alternador conectado.
47
Em seguida, mediu-se a distância entre o pedal e o alternador para se
verificar a medida que deveria ter a correia que alcançasse os dois extremos. Obtida
a medida, adquiriu-se a correia em uma loja de ferragens.
Posteriormente testou-se o sistema, a fim de verificar se o alternador
reconheceria alguma carga com a rotação gerada pela coroa da bicicleta. Observouse, nesse momento, que o alternador precisaria de uma rotação maior que a gerada
simplesmente com a coroa da bicicleta para começar a gerar carga, tendo em vista
se tratar de um gerador automotivo que normalmente é utilizado em grandes
rotações.
Após o prematuro fracasso iniciou-se uma pesquisa para saber como
poderia ser aumentada a rotação do sistema. Com pesquisas em sites e artigos
científicos observou-se uma maneira de aumentar a rotação do rotor com sistemas
de polias grandes e pequenas conforme ilustrada na figura 10. As polias adquiridas
foram de alumínio do tipo em ‘’v’’, uma com 25 cm de diâmetro e a outra com 5 cm.
As polias foram soldadas uma na outra e em seguida perfurada em um torno, afim
de que encaixasse em seu centro um rolamento de cada lado, para o encaixe de um
eixo de aço conectado ao tubo quadrado de ferro no lado direito da bicicleta.
Com as polias ajustadas ao tamanho da correia, o alternador foi fixado no
lado inferior esquerdo da bicicleta conectado na polia maior de 25 cm de diâmetro.
Depois de realizada as soldagens e a colocação das correias, parafusouse um suporte para tencionar as correias, afim de que estas sempre se mantenham
esticadas aumentando a eficiência do sistema.
Como o gerador de corrente alternada funciona em um automóvel e seu
sistema elétrico é inteiramente interligado, o alternador foi desenvolvido para
funcionar conectado a uma bateria, ao contrário do dínamo que nada mais é que um
alternador sem reguladores de voltagem. Com este sistema conectado, o gerador de
corrente alternada cria um campo magnético no estator que trabalha ao contrário do
indutor forçando as escovas do rotor e consequentemente os retificadores
convertem a energia mecânica em elétrica. Para que o alternador fique
magnetizado, ou seja, com o campo magnético ativado, precisa estar ligado a uma
bateria, então a aquisição de uma bateria de quarenta e dois amperes foi
fundamental para o funcionamento ideal do sistema.
Com o sistema montado, transportou-se para uma auto elétrica onde
iniciou-se os testes e instalação do gerador de corrente alternada. Após a instalação
48
do gerador de corrente alternada, verificou-se que por mais que o sistema de polias
funcionasse, a rotação ainda não era suficiente para carregar uma bateria, sua carga
era de aproximadamente de 3 a 5 volts, dependendo do grau de esforço realizado.
Portanto, trocou-se a polia do gerador de corrente alternado de 5 cm de diâmetro
para 2,9 cm, aumentando consequentemente a rotação do rotor, diminuindo o
esforço físico e gerando mais carga elétrica que agora era de aproximadamente de
10 a 14 volts.
Figura 12: Protótipo em funcionamento.
Fonte: Arquivo pessoal 2012
49
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Preliminarmente, para determinar as variáveis existentes em relação ao
esforço físico necessário para gerar carga elétrica pelo protótipo em estudo foram
realizados testes cronometrados de 1 (um) minuto cada, para chegar à relação entre
o número de pedalagens e a quantidade de carga gerada.
Os resultados obtidos nos testes realizados com o protótipo em questão
foram condizentes com o exposto por Santos (2008), ilustrado na tabela 1, uma vez
que o esforço físico determina a quantidade de carga gerada pelo gerador de
corrente alternada.
Tabela 1: Relação entre o ritmo de velocidade da pedalagem e comparativos à energia elétrica
gerada.
Fonte: Santos, 2008.
No entanto, tendo em vista a diferença do tamanho das polias utilizadas
em cada um dos protótipos, verificou-se que os resultados da eficiência de geração
de carga elétrica relacionado ao esforço físico realizado não foram idênticos, mas
proporcionais.
Para se medir a proporção da pedalagem e a rotação de cada uma das
polias, observou-se que a cada volta inteira no pedal da bicicleta estacionária a polia
de 25 cm girada 2,9 vezes e a polia de 2,9 cm girada 14 vezes.
Os resultados obtidos no multímetro foram em tensão (v) e corrente (A),
portanto para obtermos a potência da carga gerada o cálculo foi baseado no que
Souza (1997) diz que Watts=volts x ampères.
A tabela a seguir demonstra os resultados observados que variam entre a
frequência de 100 a 145 pedalagens por minuto:
50
Tabela 3: Relação entre frequência de pedalagens e carga elétrica gerada.
Frequência de
pedalagem (rpm)
Tensão (v)
Corrente (A)
Potência Elétrica
(W)
100
115
130
145
8,3
10,2
12,3
14,5
0,39
0,42
0,44
0,45
3,24
4,28
5,41
6,53
Fonte: Autor. 2012.
Para efeito de comparação ilustra-se a seguir a relação entre a
quantidade de tempo de pedalagem necessária para que possam ser utilizados
alguns dos aparelhos eletrônicos indicados na tabela 2.
Segundo a Eletrobrás (2012), um ventilador de mesa consome 17,280
kWh por mês, se utilizado 30 dias no mês, durante 8 horas diárias. Dessa forma,
para obter o custo por minuto desse equipamento basta dividirmos o valor do
consumo total pelos 30 dias mensais, o resultado deve ser dividido novamente por 8
horas diárias, no qual será obtido o valor de 1 hora diária: 17,280 kWh ÷ 30 dias ÷ 8
horas = 72 W/hora.
Significa dizer que, se pedalarmos com uma frequência de 130
pedalagens por minuto, em uma hora obteremos 324,6W, uma vez que, conforme a
tabela 3, a pedalagem nessa frequência gera 5,41 W/min., que multiplicado por 60
minutos que possui uma hora, equivale a 324,6 W/h.
Dessa forma, verificamos que a pedalagem na frequência de 130
rotações por minuto durante uma hora por dia, poderá abastecer 4 ventilados de
mesa durante o período da pedalagem.
Nessa mesma linha, na tabela 4 pode ser verificada a eficiência da carga
gerada pela bicicleta, na frequência média de 130 pedaladas por minuto, para
abastecer o consumo dos aparelhos eletrônicos citados na tabela 2:
51
Tabela 2: Consumo médio mensal de alguns aparelhos elétricos
Aparelhos Elétricos
Dias
Estimados Média
Uso/Mês
Computador
Consumo
Utilização/Dia
Médio
Mensal (kWh)
30
8h
15,120
30
5h
3,450
Radio elétrico pequeno
30
10h
1,500
Scanner
30
1h
0,270
Telefone sem fio
30
24h
2,160
TV em cores – 42” LCD
30
5h
30,450
Ventilador de mesa
30
8h
17,280
Lâmpada
Fluorescente
23W
Fonte: Eletrobrás, 2012.
Tabela 4: Quantidade média de tempo em pedaladas necessária para abastecer um equipamento
durante uma hora por dia.
Equipamento eletrônico
Consumo de
Quantidade média de tempo em
energia por hora do
pedaladas necessária para
equipamento (W)
abastecer o equipamento
durante uma hora por dia
Computador
63
12 minutos
Lâmpada fluorescente 23W
23
5 minutos
Radio elétrico pequeno
5
1 minuto
Scanner
9
2 minutos
Telefone sem fio
3
1 minuto
TV em cores – 42’’ LCD
203
38 minutos
Ventilador de mesa
72
14 minutos
Fonte: Autor, 2012.
Por outro lado, na montagem do protótipo, apesar de ter sido aproveitado,
em sua maioria, materiais reutilizados, houve gastos com a aquisição desses
materiais, bem como com os serviços especializados como torno mecânico,
metalúrgica e eletricista, conforme já exposto, que girou em torno de R$ 410,00
(quatrocentos e dez reais).
52
No entanto, os valores gastos com a montagem do protótipo proposto não
inviabiliza economicamente a utilização do sistema, quando observado o custobenefício do mesmo.
Em contrapartida, se utilização destes materiais fossem totalmente novos
os gastos chegariam por volta de R$ 1350,00 (mil trezentos e cinquenta reais), logo
colocando em cheque sua viabilidade econômica do protótipo.
Se considerarmos que a energia elétrica produzida pelo protótipo reduz a
utilização da energia proveniente das redes convencionais, quando utilizado o
sistema frequentemente, verificar-se-á que no binômio custo-benefício o usuário terá
vantagens na utilização do sistema.
Para a implantação prática do sistema elétrico, a implantação de um
transformador e medidores de carga da bateria estaria junto ao sistema.
Portanto, observou-se que a utilização de materiais já em processo de
descarte foi um planejamento bem sucedido, pois esses materiais remanufaturados
possuem a mesma eficiência que materiais novos, não prejudicando a eficiência
energética do protótipo.
Assim, ao mesmo tempo em que a reutilização de objetos diminui o custo
do sistema sem perder a sua eficiência, retardam o lançamento desses objetos, que
são potencialmente poluidores, no meio ambiente, reforçando a ideia de inovar sem
poluir, diminuindo assim os impactos ambientais que geralmente são causados pela
geração de energia quando oriundas de outras fontes.
Em outras palavras, pode-se dizer que enquanto na maioria dos
processos de geração de energia utilizados atualmente o meio ambiente sofre algum
tipo de impacto, no caso do protótipo apresentado, a questão ambiental é
amplamente valorizada, pois além de retirar materiais que, possivelmente, em pouco
tempo seriam descartados e degradariam o meio ambiente, gera energia elétrica
limpa, por meio de um sistema sustentável, ainda que em pequena escala.
A energia gerada por uma única bicicleta estacionária, nos moldes do
projeto em apreço, certamente não substitui completamente a energia elétrica
fornecida por meios convencionais, no entanto, auxilia da mitigação do uso da
energia elétrica não sustentável.
Por outro lado, mesmo com todo o planejamento em viabilizar um projeto
sustentável, entende-se que todo produto será um dia descartado ou reciclado.
Portanto, a fim de que o protótipo atenda todos os requisitos básicos da viabilidade
53
ambiental, tendo em vista a preocupação do destino final do protótipo, cumpre
esclarecer que ainda que os equipamentos se tornem obsoletos, surgindo
equipamentos mais baratos com uma eficiência maior, ainda assim podem ser
remanufaturados ou reciclados pelo ser próprio fabricante, evitando que sejam
lançados ao meio ambiente.
54
5 CONSIDERÇÕES FINAIS
Por meio deste projeto foi possível comprovar a viabilidade econômica e
ambiental em construir um protótipo de bicicleta ergométrica que gerasse sua
própria energia, destacando a importância do aproveitamento do esforço exercido
em forma de energia mecânica para gerar eletricidade.
Desse modo, o trabalho apresentou a possibilidade de se projetar e
elaborar um protótipo gerador de energia elétrica através de materiais reutilizados.
Além disso, a energia gerada não traz qualquer dano ao meio ambiente, reforçando
assim, a ideia de criação de um projeto sustentável.
Por conseguinte, restou comprovado que, tendo em vista que o protótipo
fora projetado para ambiente doméstico, ele não substitui a utilização da energia
gerada por meios convencionais, somente auxilia na redução do consumo dessa
energia. Da mesma forma, se projetado em larga em escala, o sistema pode ser
usado paralelamente aos meios convencionais, possibilitando a utilização deste de
forma subsidiária.
Atualmente, a preocupação em gerar energia elétrica de forma
sustentável é um debate de âmbito mundial, e o presente estudo comprovou a
viabilidade de se utilizar meios alternativos de geração de energia limpa que
auxiliam na mitigação de impactos ambientais, conscientizando, desse modo, os
leitores de que existem sim alternativas viáveis de geração de energia sustentável, e
que precisam ser postas em prática, para a garantia do bem estar desta e das
futuras gerações.
55
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