Energia da chuva e do vento

ALÉM dos métodos diretos de aproveitamento da energia solar, há muitos meios de aproveitá-la indiretamente. Tem-se usado há mais de 1.000 anos a água corrente para mover moinhos de moer cereais, engrossar tecidos, erguer água, e muitos outros fins. A água é transportada novamente do mar para as cabeceiras das correntes pelos processos naturais de evaporação e da chuva, todos eles movidos pela radiação solar. Assim, é uma fonte continuamente renovável e confiável, ano após ano.

O represamento de grandes e pequenos rios forneceu o meio para um suprimento contínuo de energia em todas as estações, para a geração de energia hidrelétrica. Em alguns países, a água corrente é tão abundante que é a fonte mais importante de energia. A Noruega obtém quase toda sua energia elétrica da água que cai. Mas mundialmente, em comparação com outras fontes energéticas, é menos importante. Apenas cerca de 5 por cento do consumo total de energia por parte da humanidade é de origem hidrelétrica. Em muitas partes do mundo, já se aproveita grande parte da energia potencial da água, e não se pode aproveitá-la muito mais para saciar a crescente demanda energética.

O moinho de vento é outra forma milenar de se tirar energia do meio ambiente. Esta também depende do sol, porque ele cria o tempo e as diferenças climáticas que determinam para onde e com que força o vento sopra.

Os moinhos de vento costumavam ser um marco familiar em muitas partes do mundo. Os pitorescos moinhos de vento dos Países-Baixos retiravam a água dos baixios, fechados por diques. No século 18, também supriam energia para serrarias, mós e para prósperos centros industriais. Milhões de moinhos de vento certa vez pontilhavam as planícies da parte central e ocidental dos Estados Unidos. Eram usados mormente para bombear água de poços, bem como qual fonte de energia elétrica. No século 20, os moinhos de vento foram grandemente substituídos por motores a gasolina.

Mas agora, perdendo o petróleo sua posição de domínio, a energia eólica esforça-se de recuperar sua popularidade. O que dá ímpeto aos interesses renovados nela é a compreensão de que o potencial do vento é muito maior do que outrora se cria. Certo cientista da Universidade da Califórnia, EUA, afirma, numa recente comunicação, que, numa base mundial, as necessidades totais de energia por parte do homem poderiam ser supridas 20 vezes mais pela energia somente do vento. Mesmo nos Estados Unidos, caso se explorassem plenamente os recursos eólicos, haveria o bastante para suprir 75 por cento da energia agora utilizada. Em muitas localidades, a energia eólica é, em média, quase que idêntica à solar.

Existe grande variedade na forma das máquinas projetadas e testadas para captar a energia eólica. Há hélices de duas ou três lâminas, montadas no que se parece a um aviãozinho sem asas, no topo de uma torre alta. Tal máquina, com lâminas de 19 metros, gera agora até 200 quilowatts, o bastante para um sexto das 1.300 casas em Clayton, Novo México, EUA, quando o vento sopra — o que faz 90 por cento do tempo. Em 1978, tal energia custava três vezes mais que a energia do petróleo, porém máquinas maiores e sua produção em massa, segundo se espera, reduzirão o custo, ao passo que o petróleo se torna rapidamente ainda mais caro.

Máquinas similares são testadas em vários lugares, e um gerador de 2.000 quilowatts, o maior até agora, foi construído no topo dum monte próximo de Boone, na Carolina do Norte, EUA. Um grupo de moinhos de vento será erguido numa garganta montanhosa e ventosa na Califórnia central, EUA, por uma firma particular. Se for um sucesso econômico, centenas de outros serão erguidos em lugares estratégicos.

Outro tipo de moinho de vento tem lâminas curvas ligadas no topo e no fundo dum eixo vertical. Sua aparência é algo parecido a gigantesco batedor de ovos. Não precisa girar ao sabor do vento. Como se dá com outros tipos, funciona acima de certa velocidade mínima do vento, usualmente de 13 quilômetros horários, e pode ser desligado para impedir que sofra danos quando o vento sopra muito veloz.

Outra máquina não convencional tem uma torre cilíndrica estacionária, com aberturas verticais tipo venezianas de todos os lados. Estas são abertas em certo ângulo a barlavento da torre e fechadas a sotavento. O vento que entra na torre é orientado para circular em espiral ascendente, formando um tornado em miniatura. A pressão baixa no centro atrai o ar do fundo através de uma turbina de lâminas relativamente pequenas, e que gira a alta velocidade.

Ainda outros projetos estão sendo inventados e desenvolvidos. O campo acha-se aberto para idéias inovadoras sobre como obter eletricidade do vento, e ninguém pode agora predizer qual delas finalmente produzirá a energia mais barata. Assim, faz-se vigorosa pesquisa sobre muitos projetos competidores.

Um fator a ser pesado ao se comparar a energia eólica com outras fontes é o estético. Um ocasional moinho de vento pode ser considerado pitoresco, mas longas fileiras de moinhos de vento poderiam desfigurar o panorama. Existem também preocupações de que poderiam interferir com a recepção local da televisão.

A atual perspectiva é que a energia eólica retorne pelo menos à sua importância anterior, e, provavelmente, compartilhe ainda mais o quadro energético. Segundo várias estimativas, entre um e 10 por cento da energia nos EUA poderiam ser supridos pelo vento já no ano 2000.

Nivelando Picos e Vales

Quando o sol não está brilhando, ou quando o vento se amaina, a energia gerada por qualquer aparelho que dependa deles não é mais gerada. Se isto for um acréscimo de outro sistema energético, digamos, de uma hidrelétrica ou duma usina movida a carvão, esta variabilidade não constitui problema. Os operadores simplesmente ajustarão a produção dos geradores principais para compensar a variável energia solar ou eólica, do mesmo modo que fazem para controlar as demandas variáveis durante o dia.

Para alguns fins, a energia solar poderia ser usada por si mesma numa base de “aproveitar enquanto é tempo”. Caso seja usada para bombear água para um reservatório, ou na fabricação eletroquímica de alumínio, ou na produção de hidrogênio, as operações poderiam processar-se enquanto o sol brilha, e encerrar-se quando não mais brilhasse.

Mas, para muitas utilizações, é preciso que haja algum meio de estocagem de energia. A eletricidade pode ser estocada em baterias, como há muito temos feito nos nossos carros. No entanto, o número e o volume dos elementos comuns de bateria de ácido e chumbo necessários para suprir as necessidades energéticas de uma casa mediana seriam desajeitados e onerosos. Felizmente, a pesquisa recente dá promessas de novos tipos de baterias de eletrólitos sólidos que possam estocar grandes quantidades de energia elétrica num pequeno volume.

Se tais baterias se tornarem realidade, os carros elétricos serão muito mais práticos do que são hoje. O motorista manteria seu carro ligado na tomada de energia em sua casa, ou no estacionamento do local onde trabalha ou faz compras. Com os aprimoramentos das células solares, bem como das baterias, talvez se torne prático montar painéis solares sobre a capota do carro, para carregar as baterias enquanto o carro anda, bem como enquanto está estacionado. Tal carro está sendo testado agora na Flórida, EUA. Um inventor empreendedor na Califórnia, EUA, até mesmo ligou uma bateria a células solares montadas sobre as asas dum avião leve, e demonstrou que ele conseguia voar movido pela energia solar.

Para as usinas de força maiores, talvez seja mais prático converter a energia em outras formas de estocagem. Por exemplo, a energia em excesso, gerada nos dias ensolarados, ou quando sopra o vento, poderia ser usada para bombear água para um reservatório elevado. Daí, por se inverter o fluxo, a energia poderia ser usada à noite ou durante um período de calmaria. Outra proposta é bombear o ar sob pressão para espaços naturais subterrâneos. Ou a energia mecânica poderia ser estocada no ímpeto de gigantescos volantes. Tal diversidade de idéias indica que haverá mudanças nos modos como utilizamos a energia, caso a energia solar e eólica se tornem comuns.

Luz Solar Represada

A produção fotoquímica de combustíveis pela luz solar é outra forma de se utilizar a energia solar. Um processo natural desta espécie é a fotossíntese. As plantas verdes utilizam a luz solar para fabricar compostos ricos em energia como os carboidratos. O uso mais primitivo da energia solar por parte do homem era a queima de lenha para cozinhar seu alimento e aquecer seu domicílio.

Através da fermentação, outro processo natural, pode-se fabricar álcool à base de muitas plantas, e extraí-lo para ser usado como combustível. De 10 a 20 por cento de álcool podem ser misturados à gasolina nos carros, sem se alterar seu motor. Podem-se também adaptar os motores para queimar álcool puro. Até agora, o álcool tem sido mais caro que a gasolina, mas o quadro está mudando, e os motoristas têm começado a usar, nos EUA, uma mistura chamada de gasohol, e o Brasil já usa combustível com mistura ainda maior de álcool. O Brasil empreende intenso programa de produção do álcool, visando tornar-se independente das importações de petróleo. Para a produção comercial, estão sendo estudados vários tipos de plantas que crescem rapidamente, em busca de processos mais econômicos. Tais métodos de utilização da energia solar são classificados sob o termo de exploração da “biomassa”.

Alguns cientistas, com olhos postos no futuro, gostariam de utilizar a luz solar para decompor a água diretamente em hidrogênio e oxigênio. Naturalmente, isto pode ser feito pela decomposição eletrolítica, mas eles procuram um método fotoquímico. O que é necessário é um catalisador apropriado para essa reação, algo que funcione do modo em que a clorofila serve para produzir açúcar a partir da água e do bióxido de carbono. Se puder ser encontrado, o hidrogênio comprimido poderá vir a ser usado como um combustível para automóveis no futuro.

Combustíveis tais como o álcool, ou o hidrogênio, produzidos pela luz solar, têm grande vantagem sobre os hidrocarbonetos. Não poluem o meio ambiente. Ademais, não perturbam o equilíbrio do bióxido de carbono na natureza, como o fazem os combustíveis fósseis, porque as reservas de cada ano seguem um ciclo, sendo retiradas da atmosfera e retornando a ela.

[Destaque na página 10]

Certo cientista afirma que as necessidades totais de energia por parte do homem poderiam ser supridas 20 vezes mais pelo vento.

[Destaque na página 10]

Em algumas áreas, a energia eólica é, em média, quase que idêntica à solar.

[Destaque na página 11]

Talvez se torne prático montar painéis solares sobre a capota de carros elétricos, para carregar as baterias enquanto o carro anda, ou enquanto está estacionado.

[Destaque na página 11]

Pode-se fabricar álcool à base de plantas vegetais, e usá-lo como combustível; queima sem causar poluição.

[Quadro na página 12]

Energia do Interior da Terra

Além da energia nuclear, existe outra fonte energética que não proveio do sol quer agora quer no passado. É o próprio calor interno da terra. Aqueles que fazem escavações profundas na terra há muito sabem que, quanto mais fundo atingem, mais quente se torna. Existem também determinados locais quentes próximos da superfície. O espetáculo de uma erupção vulcânica, cuspindo rochas derretidas pelos lados, é a demonstração mais dramática disso. Uma manifestação menor disso é a dos gêiseres, que lançam bem alto no ar vapor d’água e água fervente. Mais brandas ainda são as fontes termais que atraem pessoas para as estações de águas.

Os cientistas crêem que o calor da terra é resultado da compressão gravitacional das matérias metálicas e rochosas de que se compõe. Presumivelmente, todas as partes da terra já se encontraram no estado fundido em uma época ou outra; a crosta esfriou-se, mas o interior ainda continua quente. O calor remanescente sempre flui para a superfície, mais rápido em alguns lugares do que em outros. Este calor primordial é aumentado pela decomposição radioativa de elementos tais como o potássio, o urânio e o tório, na crosta terrestre.

Nos lugares em que o calor da terra é acessível, provê útil fonte energética. Em Larderello, Itália, há respiradouros de vapor d’água ligados a geradores de eletricidade já desde 1904. Uma usina maior, perto de Geyserville, Califórnia, EUA, gera mais de 500.000 quilowatts a partir de vapor seco.

Água superaquecida, retirada dum leito de rochas quentes, é também uma fonte de vapor quando é canalizada para a superfície, e alivia-se sua pressão. A Nova Zelândia e o México utilizam a água quente para a produção de energia. A primeira usina deste tipo, nos Estados Unidos, está sendo agora construída próxima de El Centro Califórnia. Deve produzir 50.000 quilowatts, e calcula-se que o campo geotérmico ali permitirá a expansão para 10 vezes tal capacidade.

A energia geotérmica é tão ampla que é praticamente ilimitada em comparação com as necessidades humanas. Mas, pode ser aproveitada apenas em relativamente poucos lugares. Seu potencial útil, na atualidade, é bem pequeno, em comparação com o potencial milhares de vezes maior da luz solar e do vento, que se acham disponíveis em toda a superfície da terra.