Energia das marés

Energia das marés, ou energia maremotriz, é a eletricidade gerada por meio do desnível da água do mar provocado pelo fenômeno das marés. Trata-se de uma energia limpa, que não produz resíduos poluentes ao meio ambiente e utiliza uma fonte renovável, que é a água. Apesar disso, os custos dos equipamentos ainda são muito altos, e existem impactos para os ecossistemas marinhos nas áreas onde são instaladas as usinas maremotrizes.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre energia das marés
• 2 - O que é energia das marés?
• 3 - Como funciona a energia das marés?
• 4 - Origem da energia das marés
• 5 - Vantagens da energia das marés
• 6 - Desvantagens da energia das marés
• 7 - Energia das marés no Brasil
• 8 - Energia das marés no mundo
• 9 - Exercícios resolvidos sobre energia das marés

Resumo sobre energia das marés

• A eletricidade gerada pela conversão da energia cinética do movimento de oscilação no nível das águas oceânicas (marés) recebe o nome de energia das marés ou maremotriz.

• Sua geração se dá por meio da construção de barragens ou da instalação de turbinas submersas. As hélices das turbinas captam a movimentação da água, e o gerador presente na estrutura converte a energia cinética em elétrica.

• Trata-se de energia proveniente de uma fonte limpa e renovável, sendo essa a sua principal vantagem.

• Os custos de implementação são elevados, e a sua capacidade de geração é muito menor que de outros métodos mais baratos.

• Existem ainda condições específicas para a geração de energia, como a topografia e marés de pelo menos 7 metros de desnível.

O que é energia das marés?

Energia das marés é a eletricidade gerada pela conversão da energia cinética do movimento das águas do mar provocado pelas marés. As marés são um fenômeno oceânico caracterizado pela mudança no nível das águas sob a influência do campo gravitacional da lua e também do Sol. Quando ambos os astros se encontram alinhados com o planeta Terra, as marés são mais intensas.

Como funciona a energia das marés?

A geração de energia por meio das correntes que são causadas pelas marés é comumente advinda do funcionamento de barragens e de turbinas, que se assemelham às turbinas eólicas, porém com as hélices posicionadas na porção inferior do mastro, isto é, abaixo da superfície do mar.

O sistema formado pela barragem realiza o represamento da água e, por esse motivo, costuma ser construído em áreas de baías, enseadas ou reentrâncias do mar no litoral, formando uma espécie de bacia. O controle do fluxo de água é feito por meio de comportas. A água é armazenada quando a maré está cheia, ou seja, quando há um aumento no nível do mar. Quando a maré abaixa, a água é liberada e, durante sua saída, ela obrigatoriamente passa pelas turbinas instaladas na porção inferior das barragens.

No sistema de turbinas, essas estruturas são fixadas na camada de areia que recobre o fundo do mar. A corrente provocada pela alteração no nível da água é a responsável por movimentar as hélices das turbinas que, como mencionamos, ficam localizadas na porção inferior, onde as correntes são mais fortes. O movimento da hélice aciona o gerador, onde se dá a conversão da energia cinética em energia elétrica.

Confira nosso podcast: Como funcionam as usinas nucleares?

Origem da energia das marés

A energia das marés é utilizada desde pelo menos os séculos X e XI no continente europeu para a movimentação de moinhos durante o processamento da produção agrícola, mais precisamente de grãos. No entanto, somente no início do século XX tiveram início os estudos sobre sua viabilidade, a qual, nesse caso, seria a produção energética em larga escala. Esses estudos foram conduzidos nos Estados Unidos e no Canadá entre as décadas de 1920 e 1970.

Nesse intervalo, no ano de 1961, uma barragem de aproximadamente 700 metros de extensão começou a ser construída no estuário do rio Rance, no litoral de Saint-Malo, situada na região da Bretanha, no norte da França. As obras foram finalizadas cinco anos mais tarde, e a usina foi aberta em 26 de novembro de 1966. Desse modo, a Usina de La Rance foi a primeira usina maremotriz do mundo, estando ainda em operação. Ela gera eletricidade por meio de 24 turbinas, com potencial de 240 MW.

Meio século após o início das obras na França, em 2011, foi inaugurada na Coreia do Sul a usina maremotriz mais potente do mundo, a usina do Lago Sihwa, instalada na região da Baía de Gyeonggi. Ela é composta por uma extensa barragem de 12,8 km e um lago artificial de 43,8 km², gerando energia por meio de dez turbinas.

Vantagens da energia das marés

A principal vantagem da energia das marés é o fato de ela ser produzida por meio de uma fonte limpa, que é a água, ou seja, é advinda de uma fonte de energia renovável, de modo que apresenta baixos impactos ambientais em termos de poluição direta na água ou no ar.

Para países que dependem de fontes não renováveis e danosas ao meio ambiente, como os combustíveis fósseis e nucleares ou até mesmo aqueles territórios cujas condições físicas (relevo, clima e posição geográfica) não favorecem determinadas usinas, como eólicas e hidrelétricas, a energia maremotriz se apresenta como uma ótima alternativa para a geração de eletricidade.

Desvantagens da energia das marés

A energia das marés, embora seja uma alternativa vantajosa em termos de energia limpa e renovável, ainda apresenta um custo de instalação muito elevado. Um dos motivos para isso é o preço das turbinas e das hélices. Elas precisam ser muito mais pesadas e resistentes do que aquelas utilizadas na geração de energia eólica, por exemplo.

Isso ocorre visto que a densidade da água é aproximadamente 800 vezes maior do que a densidade do ar. Tecnologias mais eficazes e potencialmente menos onerosas do que as atuais ainda se encontram em fase de desenvolvimento e testes.

Não é em qualquer área que a energia maremotriz se faz possível. As condições adequadas para a geração de energia através das marés depende da posição no globo (latitude), da topografia do local onde se pretende instalar os equipamentos e principalmente do desnível provocado pelas marés, que deve ser de no mínimo 7 metros. Além disso, a velocidade média das correntes precisa ser de pelo menos 2 m/s|1|.

As barragens e principalmente as turbinas podem ter ainda grande impacto negativo para o ecossistema marinho, já que ocasionam transformações no fluxo de água, podendo implicar em mudanças em sua qualidade e, como consequência, no habitat onde se desenvolvem muitas espécies de plantas e animais. Estes correm ainda o risco de se chocar com estruturas como as hélices das turbinas.

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Energia das marés no Brasil

A energia das marés ainda é pouco aproveitada no Brasil, o que se deve principalmente aos custos muito altos de instalação. Considerando todo o país, o potencial para a geração de energia que as marés que atingem o litoral brasileiro possuem é de 20 GW.|2|

Os locais com maior potencial para esse tipo de geração energética ficam no litoral da região Norte e em uma pequena área do litoral Nordeste do país, chegando, mais precisamente, até o Maranhão. O estuário do rio Bacaranga, localizado na capital maranhense, São Luís, registra marés de até 7 metros de desnível. Já na região Norte, fica no Amapá, na cidade de Macapá, o trecho com maior potencial para a geração elétrica, visto que as marés podem atingir até 11 metros.|3|

O Brasil possui uma única usina-teste que promove a geração elétrica a partir das ondas do mar, que é a usina de porto de Pecém. Ela fica na cidade de São Gonçalo do Amarante, no estado do Ceará. Sua instalação aconteceu no ano de 2012, e quatro anos mais tarde o projeto foi paralisado, sendo retomado no ano de 2017|4|.

Energia das marés no mundo

No mundo, existe uma série de usinas que geram energia elétrica a partir das marés, a maioria delas funcionando por meio das barragens. As duas que possuem maior capacidade de geração energética estão instaladas na província de Gyeonggi, na Coreia do Sul, e na região da Bretanha, no norte da França. Ambas podem produzir, respectivamente, 254 MW e 240 MW de eletricidade.

A unidade francesa é, além disso, a mais antiga em operação no mundo. Já nos mares sul-coreanos é possível observar outras instalações além da Usina Maremotriz do Lago Sihwa, porém com potencial reduzido.

A terceira maior usina fica na província canadense de Nova Escócia, na costa leste do país, e tem capacidade de 20 MW. Instalações menores, com capacidade de geração inferior a essa, podem ser encontradas em países como:

• Rússia;

• Reino Unido;

• China.

Testes estão sendo conduzidos em outras nações a fim de se aperfeiçoar a tecnologia hoje em uso para esse tipo de energia, o que inclui:

• Japão;

• Estados Unidos.

Quando concretizado, um projeto em desenvolvimento no estreito de Penthland Firth, no norte da Escócia, será a mais potente usina maremotriz do mundo. Existem algumas turbinas já em atividade desde 2018, mas a expectativa é de que, até a sua conclusão, 61 turbinas sejam utilizadas para a geração de energia maremotriz, totalizando 400 MW de potência energética.

Exercícios resolvidos sobre energia das marés

Questão 1

(UFRN) A produção de energia proveniente de maré, sistema maremotriz (no qual se utiliza o fluxo das marés para movimentar uma turbina reversível capaz de converter em energia elétrica a energia potencial gravitacional da água), constitui-se numa alternativa de produção de energia de baixo impacto ambiental. Um sistema desse tipo encontra-se em funcionamento na localidade de La Rance, França, desde 1966, com capacidade instalada de 240 MW.

As figuras abaixo mostram, esquematicamente, um corte transversal da barragem de um sistema maremotriz, em quatro situações distintas, evidenciando os níveis da água, nos dois lados da represa (oceano e rio), em função da maré.

As duas situações que permitem a geração de energia elétrica são:

A) I e IV

B) I e III

C) II e III

D) II e IV

Resolução:

Alternativa D

A energia maremotriz somente é produzida quando há desnível na água, o que, por sua vez, produz a movimentação que é utilizada na conversão da energia cinética em elétrica. É possível que isso ocorra somente nas situações II e IV.

Questão 2

A energia maremotriz é considerada uma energia limpa, uma vez que utiliza uma fonte renovável no processo de geração energética, que é a água do mar. Existem poucas usinas maremotrizes instaladas no mundo e algumas em fase de implantação e testes. No Brasil, apesar do alto potencial encontrado nos litorais norte e nordeste, existe somente uma unidade em operação. Sabemos que a energia das marés apresenta algumas desvantagens que tornam a sua utilização ainda bastante limitada. Assinale abaixo a alternativa que apresenta corretamente uma desvantagem da energia maremotriz:

A) Produção de resíduos altamente poluentes para o meio ambiente.

B) Desmatamento de extensas áreas para a construção de barragens e instalação das usinas.

C) Custos muito elevados dos equipamentos, principalmente das turbinas.

D) Sua utilização ocorre somente em um período do dia.

Resolução:

Alternativa C

Os custos de aquisição dos equipamentos para a geração de energia maremotriz ainda são muito altos, o que impede a sua ampla utilização. As demais alternativas apresentam desvantagens de outros tipos de energia (energia nuclear, energia hidrelétrica e energia solar).

Notas

|1| MALAR, João Pedro. Entenda como ondas e marés podem gerar energia no Brasil. CNN Brasil, 10 out. 2021. Disponível aqui.

|2| Idem.

|3| MESQUITA, João Lara. Maior usina de marés do mundo na Escócia. Mar Sem Fim, 13 fev. 2015. Disponível aqui.

|4| GUERRA, Yara. Ceará planeja transformar onda do mar em energia a partir de 2020. CASA, 06 mai. 2019. Disponível aqui.

Crédito de imagem

[1] Stock for you / Shutterstock

Por Paloma Guitarrara
Professora de Geografia