Nos textos passados falamos sobre as usinas de energia como as hidrelétricas e as usinas nucleares. Continuando a nossa sequência, iremos falar hoje sobre as usinas eólicas e as termelétricas.

Termelétricas

As usinas termelétricas têm como sua matéria prima o combustível fóssil, tal como petróleo, gás natural, carvão mineral e materiais radioativos, que já comentamos em outro texto. Esses recursos são finitos e não renováveis. Outro agravante é a poluição resultante desse processo.

O funcionamento da usina termelétrica é bem parecida com o das usinas hidrelétricas. A diferença está no estado da água que move as turbinas. Nas hidrelétricas é a queda d’água que movimenta as pás, água em estado líquido. Já nas termelétricas é o vapor d’água aquecida que faz com que as pás sejam giradas.

Nas termelétricas que utilizam combustíveis fósseis, há uma piscina de água chamada caldeira. Esse é o local no qual a água é aquecida, parecido com o aquecimento de uma panela de água no fogão. Quando a água começa a evaporar, ela passa por uma tubulação mas estreita, gerando um fluxo de vapor com alta temperatura devido ao aquecimento e à alta pressão. É essa massa de vapor que faz as turbinas girarem.

Esse vapor depois é levado a um sistema de resfriamento no qual a água volta ao seu estado líquido e à sua temperatura inicial. Outra tubulação faz com que a água retorne à caldeira para um novo ciclo de aquecimento.

FIGURA 1: Usina termelétrica.

Eólicas

Já as usinas eólicas, ao invés de piscinas de água, tem grandes torres com pás de até 100 metros capazes de captar os ventos para então transformar a energia mecânica em energia elétrica. As torres são bem altas, chegam a ter 200 metros de altura, a maior tem 248 metros de altura.

Figura 2: Usina eólica (portal solar)

As torres eólicas possuem três pás. As pás, geralmente feitas de poliésteres misturados com fibras de vidro, ou fibras de carbono, são as responsáveis por capturar os ventos. O nariz das torres é chamado de rotor, local onde as pás são conectadas. O rotor transfere o movimento das pás para o eixo central.

Também temos o nacele, que fica no rotor. Nele estão os sistemas de embreagem, os freios, o gerador e outros elementos. No topo da nacele tem o anemômetro, um dispositivo que mede a intensidade e velocidade dos ventos. Na caixa acoplada temos a biruta, outro dispositivo que mede a direção dos ventos. Em conformidade com os dados da biruta, o controle de giro muda a direção das pás para que elas fiquem em uma angulação de noventa graus com os ventos, assim conseguindo realizar um melhor aproveitamento otimizado.

Figura 3: Funcionamento de uma torre eólica.

Por que tantos tipos de usina?

O funcionamento de todas as usinas de energia elétrica a partir do gerador tem os mesmos princípios físicos envolvidos. Pensando por esse lados, por que então existem esses inúmeros tipos de usinas?

A resposta é simples, porque nem todas geram energia limpa e renovável e nem todos os lugares são aptos para qualquer tipo de usina. A usina termelétrica, por exemplo, é uma usina de matéria prima finita e um grande poluidor, pois, ao queimar os combustíveis, ela acaba poluindo a atmosfera. As usinas hidrelétricas também geram impactos ambientais, como mudanças em cursos de rios e no meio ambiente. A usina nuclear tem um grande risco radioativo.

Por sua vez, a usina eólica é uma das queridinhas, já que não agride o meio ambiente e sua matéria prima está disponível gratuitamente em locais propícios, e é aí que mora o problema. Não é em todo lugar que se pode ter uma usina eólica, pois em alguns lugares os ventos são considerados fracos.

Se você quer saber o funcionamento físico detalhado da transformação da energia mecânica em energia elétrica eu recomendo você ir ao texto de hidrelétrica, lá eu explico minuciosamente todos os processos.