ENERGIA EÓLICA: MEGAWATTS OU NEGAWATTS

No passado fim de semana estive no Caramulo onde, um amigo residente me convidou a visitar um miradouro para desfrutar de uma paisagem que seria ímpar não fosse, de facto, ver uma enorme área pejada de turbinas eólicas que transformavam uma natureza selvagem num verdadeiro PALITEIRO, tantas eram as turbinas espalhadas pela paisagem. É verdade, à minha frente estava um parque eólico que adulterava a paisagem transformando-a, EXACTAMENTE, num verdadeiro PALITEIRO . Uma vez mais, e na sequência daquilo que tanto me afrontou na altura e afronta, não posso deixar de agradecer o valioso e prestimoso contributo do Engenheiro Luiz Teixeira, a este blog e à causa da energia, que de seguida reproduzo:

"Nos últimos dias de Maio o entusiasmo alastrou-se por todo o país, mesmo antes de ter começado mais um Europeu de Futebol. Desta vez não foi o futebol que causou tanto alvoroço; foi a venda de acções da EDP-Energias Renováveis. Claro que a maioria dos portugueses acha que energias renováveis dizem respeito, apenas, às turbinas eólicas e aos painéis solares. Na prática as barragens (grandes produtoras de energia eléctrica constante e duradoura) também estão incluídas nas energias renováveis nas quais detêm sempre a maior participação em termos de potência e produção contínua.
Apesar de haver uma má vontade contra estas indiscutíveis e, por enquanto, insubstituíveis, fontes de electricidade.

Fig 2 -Um parque eólico trabalhando com “vento de projecto” ( Velocidade do vento de 13 a 20 m/s ou 46 a 72 km/h). Na escala de Beaufort à velocidade maior do que de 13 m/s os galhos das árvores oscilam fortemente, as bandeiras ficam desfraldadas, as pás das turbinas não se vêm, o vento “uiva” através das frinchas das janelas).

Abordaremos a seguir apenas a energia produzida pelo vento.

Desde tempos imemoriais que o homem transforma a energia do vento em outras energias especialmente em mecânica. Basta dizer-se que o vento, até à descoberta da máquina a vapor, era o único meio de propulsão na água, quando não era utilizada a energia muscular, esta as mais das vezes obtida através da escravatura.

O vento é gratuito e não provoca danos ambientais; mas é difícil de converter, é volátil, exige grandes áreas de conversão, as estruturas destacam-se pelo gigantismo, em suma é muito fraca a sua densidade energética, imprevisível o seu sopro. Há cerca de 15 anos, quando se começaram a notar os primeiros sintomas da depleção mundial do petróleo, muitos interesses se voltaram para a velha conversão do vento em outras energias. Até então, os velhos “moinhos de vento” estavam, em grande número, abandonados, substituídos por pequenos geradores movidos a gasolina ou gasóleo.

A energia do vento é intermitente e inconstante: muda de direcção e velocidade em poucos segundos, não se podem estabelecer tempos ou direcções. A energia eléctrica, produzida por uma turbina eólica, não pode ser injectada numa rede de macro-energia devido à sua volatilidade. Na verdade passa-se de uma potência para outra em poucos segundos, o que é altamente danoso para um complexo sistema eléctrico. Uma turbina hidráulica, por exemplo, trabalha com queda e caudal constantes e com um coeficiente de permanência superior a 90 %, o que não sucede com as turbinas eólicas. Ao contrário da eólica, a energia hidroeléctrica é altamente confiável.
A potência teórica de uma turbina eólica,utilizando a fórmula de Janet Ramage (Guia da Energia) é:

P=(D2x V3)/2000

sendo P a potência em kW, D o diâmetro em m da área de recepção do vento (ou seja as pás correspondem a metade do diâmetro D), V a velocidade do vento em m/s.
Por esta fórmula a potência obtida depende de duas variáveis: o vento, intermitente e de velocidades inconstantes e o diâmetro que tem que ser de grandes dimensões. Como se não pode mexer com o vento, só há um caminho: aumentar o diâmetro ou seja o comprimento das pás.

É por isto que as turbinas eólicas padecem de gigantismo. As pás têm vindo, de ano para ano, a aumentar de tamanho, de modo a obter-se uma área de recepção que possa aumentar a potência, uma vez que o vento não pode ser modificado.

Fig 3 -A gravura dá para se perceber o gigantismo das estruturas eólicas.

A única alternativa para melhorar a velocidade do vento é aumentando a altura das torres, agravando, ainda mais, o gigantismo. Já há pás em funcionamento com 45 m de comprimento, superiores às asas da maior parte dos aviões. Isto cria enormes problemas de construção, manutenção e avarias. Está em fase experimental uma turbina de 6 MW cujas pás têm o comprimento de 126 m criando problemas futuros de manutenção e de economia de escalas.
Mas as maiores limitações dizem respeito ao vento.As maiores potências obtêm-se com a velocidade do vento acima de 13 m/s (47 km/h), mas, a partir deste valor, a potência passa a ser constante (limite de Betz ou rendimento máximo de 60%).

Fig 4-Um pequeno vale encaixado inundado por eólicas

Por outro lado só se pode contar com ventos de projecto (acima de 10 m/s) em torno de 90 dias no ano, e em flagrante descontinuidade. A velocidade do vento acima de 60 km/h é perigosa para a estrutura, por tal motivo as hélices ficam, automaticamente, em bandeira, deixando de funcionar. É muito estreita a área de optimização.

A energia eólica apresenta as seguintes vantagens:
- combustível gratuito;
- não polui o ar, águas ou solos;
gera muitos empregos temporários, durante a construção;
- garante empregos fixos durante a operação, manutenções e avarias. Estamos a considerar o critério social, antagónico ao critério económico, modernamente gerador de desempregos em grande escala. Pelos modernos ditames da actual economia predadora, quanto menos empregos, melhor!

As desvantagens são:
- Ddescaracterização da paisagem; muitos ambientalistas chamam-lhe um “estupro da paisagem”. - as turbinas são instaladas em calotas de relevo, ou em vales encaixados, precisamente áreas pouco visitadas, onde ainda estão preservadas algumas condições naturais; quebram-se os últimos resquícios de beleza e tranquilidade, não tem interesse fotografar as paisagens pejadas de “ventoinhas”, ou “avantesmas” como lhes chamou um conhecido cronista;
- ruído que, a ser atenuado, obriga à instalação de painéis acústicos, mais uma agressão ambiental;
- volátil, imprevisível e de baixa densidade energética,ou seja a implantação abrange áreas imensas;
- interfere no voo de morcegos, aves e insectos e, portanto, na polinização e na reprodução. - funcionamento muito limitado à velocidade do vento: leque entre 10 e 50 km/h; este último verifica-se, regra geral em 90 dias no ano mas em descontinuidade;
- grande exposição aos incêndios florestais;
- maquinaria sofisticada, muito dispersa volumosa e pesada, necessitando de um grande corpo técnico e um dispendioso parque de máquinas pesadas (camiões-plataforma, tractores pesados, gruas e guindastes);
- abertura de muitas estradas secundárias “roubando” a privacidade dos baldios naturais.
- a ACV (Análise do Ciclo de Vida) de uma eólica é negativa, se nos cingirmos aos combustíveis fósseis que serão necessários para a sua construção, operação, manutenção e posterior desmantelamento. Por exemplo, as fundações das torres consomem betão armado em quantidades pantagruélicas, abrem-se quilómetros de estradas, com piso adequado para as máquinas pesadas. A rede rodoviária fica um autêntico Dédalo.

Fig 5 -Isto é uma pá de um conjunto de três. Será que é viável manter milhares de estruturas gigantes como esta?

A operação exige um grande corpo técnico e viaturas e máquinas de elevação de grande porte. A parte ambiental na ACV reúne condições pouco atractivas.

Quanto maior o parque eólico maior será o número de turbinas em manutenção ou avariadas. Um aspecto positivo é o de proporcionar muitos empregos, como já frisámos atrás.
Na fase final de desmantelamento as despesas ainda serão maiores. Para o desmonte final serão necessárias as mesmas máquinas gigantes que ajudaram à construção. A energia eólica alivia a atmosfera de C02, mas consome combustíveis fósseis durante a a sua existência.

Qual o saldo final?

Chega-se ao paradoxo de, em qualquer avaria, a energia eléctrica, necessária para os consertos, ser fornecida por um motor a gasóleo, porque pode não haver vento.
Uma das maneiras de aproveitar a energia eólica, que não pode entrar na rede geral dada a sua intermitência, é carregando baterias. Mas estas têm inconvenientes: tecnologia do século 19, são grandes, muito pesadas, contêm cádmio, chumbo e ácido sulfúrico, o que as torna perigosas no manuseio.
Toda a potência eólica instalada, se estiver ligada a uma rede geral, precisa de uma fonte de energia de substituição, que seja mobilizável rapidamente,e de potência mais ou menos equivalente. Na Dinamarca a energia nuclear da Suécia socorre a energia eólica quando é necessário.

Um parque eólico é interessante quando em conjunção com uma barragem, constituindo uma reversão energética. A energia cinética do vento é convertida em energia potencial hidráulica. Por outras palavras: toda a energia das eólicas, seja grande ou pequena, é “canalizada” para bombas especiais (que trabalham com um leque muito diversificado de potências) que restituem, para as albufeiras, ou para lagos artificiais a grandes alturas,uma pequena parte dos caudais que saem pelas turbinas hidráulicas. É uma forma mitigada de “armazenamento de energia”, com grandes perdas, como é óbvio. E, por paradoxo, é uma maneira de fazer com que “umas águas voltem a passar de novo debaixo de uma ponte”.

Estava prevista uma reversão para a barragem de Foz Coa. Esta barragem era uma boa reserva técnica de água. Era uma feliz combinação elo-hidráulica, que foi, ironicamente, substituída por uma reversão a favor da arqueologia. Agora, quando o barril de petróleo se aproxima dos 200 dólares, vão-se construir, a toque de caixa, 10 barragens em Portugal, ultrapassada que foi a psicose contra as barragens.Tenciona-se, agora, fazer-se reversões nestas barragens, para aproveitar os numerosos parques eólicos “que nasceram como cogumelos depois de uma invernada” De negativo, também, o facto de serem grandes as distâncias entre os diferentes parques eólicos, originando custos elevados de transportação. Recordamos aqui a recente polémica em torno do custo dos cabos substitutivos das linhas de alta tensão que passavam sobre habitações.

Um parque eólico, próximo de uma barragem, beneficia das estruturas de apoio desta , como sejam os bons acessos, já construídos, o pessoal (fixo, de “carreira”) a energia eléctrica constante, e os estaleiros que sempre rodeiam os aproveitamentos hidroeléctricos.
É pertinente transcrever uma interrogação, formulada por John Howard Kunstler no seu “best seller “O Fim do Petróleo”: «Que acontece se não houver por trás o fantástico apoio tecnológico da economia baseada no petróleo?». "

Luiz Teixeira
Engenheiro civil