USINAS

Uma usina é uma edificação que atende algum tipo de especialidade industrial de grandes proporções. A maior usina do mundo é a Three Gorges (previsão para 2011), tendo capacidade de gerar 22.500 megawatts, e se localiza na China, no Rio Yangtzé. A Usina Hidrelétrica de Itaipu pertence ao Brasil e ao Paraguai, e tem capacidade de até 14.000 MW (megawatts) para a produção de energia elétrica.

Usina hidrelétrica

Uma usina hidrelétrica é um conjunto de obras e equipamento que produz energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.

A água represada possui energia potencial gravitacional que é convertida em energia cinética. A energia cinética é então transferida às turbinas, que movimentam o gerador. Este, por sua vez, converte essa energia cinética em energia elétrica, que é transmitida através de condutores, para uma ou mais linhas de transmissão que é interligada à rede de distribuição. Um sistema elétrico de energia é constituído por uma rede interligada por linhas de transmissão. Nessa rede estão ligadas as cargas – pontos de consumo de energia – e os geradores – pontos de produção de energia.

Durante a transmissão, parte dessa energia “se perde no caminho” sob a forma de calor, pois aquece a linha de transmissão. Ao chegar ao seu destino final, ela é transformada em outras formas de energia: luminosa, sonora etc.

O Brasil é o terceiro maior país do mundo em potencial hidrelétrico, ficando atrás apenas do Canadá e dos Estados Unidos. As principais usinas hidrelétricas do Brasil são Três Marias, na Bacia do São Francisco, Usinas de Salto Grande e Mascarenhas, no Rio Doce.

As centrais hidrelétricas impactam o ambiente. Elas causam alagamento de áreas vizinhas, aumento no nível dos rios e possivelmente mudança do curso do rio represado, o que, geralmente prejudica a fauna e a flora. Não obstante, é um tipo de energia mais barata do que a energia nuclear e com menos impactos negativos no ambiente, como no caso do petróleo e do carvão.

A Usina Hidrelétrica de Tucuruí é a maior usina 100% brasileira (8.000 MW), pois a Usina de Itaipu é binacional.

Usina termoelétrica

Uma usina termoelétrica (ou termelétrica) é uma instalação industrial usada para geração de energia elétrica a partir da energia liberada em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou não.

Devido à sua versatilidade, as usinas termoelétricas são as mais utilizadas no mundo. Costumam ser de construção simples e rápida e podem ser instaladas junto aos centros de consumo, dispensando linhas de transmissão de longo percurso. De fato, nos países do Primeiro Mundo, aproximadamente 70% da energia elétrica é produzida em usinas termoelétricas.

Uma usina termoelétrica geralmente funciona com algum tipo de combustível fóssil, como gasolina, petróleo, gás natural ou carvão. A energia gerada é transportada aos centros de consumo por linhas de alta tensão. Quanto menor a extensão das linhas de transmissão, menor a perda de energia, que pode chegar a 16%.

As usinas termoelétricas são constituídas por duas partes: uma térmica, onde se produz muito vapor à altíssima pressão, e outra elétrica, onde se produz a eletricidade.

Há vários tipos de usinas termoelétricas: os processos de produção de energia são quase idênticos; a diferença é o tipo de combustível utilizado. Há: usinas a óleo; usinas a gás, onde é utilizado gás natural para alimentar uma turbina de gás; usinas a carvão etc. O combustível utilizado é armazenado em depósitos, de onde é enviado para a usina, onde será queimado na caldeira. A caldeira gera vapor a partir da água que circula por uma extensa rede de tubos que revestem suas paredes. O vapor movimenta as pás de uma turbina, cujo rotor gira juntamente com o eixo de um gerador que produz a energia elétrica. Esta energia é transportada aos centros de consumo por linhas de alta tensão. O vapor é resfriado em um condensador, é convertido novamente em água, e retorna aos tubos da caldeira, dando início a um novo ciclo.

A termoeletricidade é nociva ao meio ambiente. Contribui para o aquecimento global, através do efeito estufa e da chuva ácida. A queima de gás natural lança na atmosfera grandes quantidades de oxidantes e redutores que podem causar doenças. Além disto, usinas termoelétricas, além de geralmente serem menos rentáveis que as hidroelétricas (o custo de produção do quilowatt costuma ser o dobro que o de uma usina hidrelétrica), costumam utilizar combustíel fóssil, fontes que estão se esgotando rapidamente e que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas. 

Usinas eólicas

Uma usina eólica é um espaço, terrestre ou marítimo, onde estão concentrados vários aerogeradores (geradores elétricos integrados ao eixo de um cata-vento gigante) que transformam energia eólica (a energia que provém do vento) em energia elétrica.

Os aerogeradores são instalados em altas torres ou em locais altos, onde haja vento forte frequentemente. Em dias em que não há vento, não é gerada energia. Uma grande vantagem de usinas eólicas é que elas não poluem o meio ambiente. Porém, para que seja construída uma usina eólica, é necessário que seja realizado o Estudo e Relatório de Impacto Ambiental (EIA/RIMA), pois a má localização de uma usina eólica pode resultar em impactos ambientais negativos, como a morte de aves e a poluição sonora, devido ao barulho constante das hélices. Os fabricantes de tais usinas alegam que os modelos mais recentes não geram mais ruído do que o próprio vento que faz gerar as turbinas.

Atualmente, há 45 usinas eólicas em operação no Brasil. Elas representam 0,7% da matriz de energia elétrica brasileira.

Usinas nucleares

Uma usina nuclear é uma instalação industrial que produz eletricidade a partir de energia nuclear, que é caracterizada pelo uso de materiais radioativos, que, através de uma reação nuclear, produzem calor. Este calor produzido é empregado por um ciclo termodinâmico convencional para mover um alternador e produzir energia elétrica.

Há duas formas de converter a energia nuclear em calor: a fissão nuclear, onde o núcleo atômico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, onde ao menos dois núcleos atômicos se unem para produzir um novo núcleo. A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear, sendo utilizada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo. A maior vantagem da energia nuclear obtida por fissão é que não utiliza combustíveis fósseis, e, portanto, não lança na atmosfera gases tóxicos. 

Usinas nucleares são instalações muito complexas, pois necessitam de um elevadíssimo grau de segurança e empregam diversas tecnologicas industriais. É importante lembrar que reações nucleares são extremamente perigosas. A perda do controle durante o processo pode levar à fusão do reator e ao vazamento de radiações, que podem resultar em consequências catastróficas para o meio ambiente e para a saúde dos seres vivos.

A energia nuclear, além de produzir uma grande quantidade de energia elétrica, produz lixo nuclear – resíduos nucleares que devem ser isolados em depósitos impermeáveis durante longo tempo.

No Brasil, há duas centrais nucleares – Angra 1 e Angra 2. A usina nuclear de Angra 3 está em fase de instalação.

Usinas solares

Uma usina solar é uma estrutura capaz de produzir energia elétrica a partir da energia solar. Costuma estar situado no alto de uma terra e ser um conjunto de espelhos móveis espalhados por uma ampla área plana e desimpedida, que apontam todos para um mesmo ponto. Neste ponto, canalizações de água são aquecidas pela incidência da luz solar refletida, produzindo vapor que move uma turbina a vapor e que aciona um gerador de energia elétrica.

A energia solar é muito importante na preservação do meio ambiente. No aspecto ecológico, é superior às outras formas de obtenção de energia, pois não é poluente, não inunda terras, não causa danos ao meio ambiente, não influi no efeito estufa e não necessita de turbinas ou de geradores.  A desvantagem da energia solar é que exige altos investimentos.

A energia solar fotovoltaica é a energia da conversão direta da luz em eletricidade (efeito fotovoltaico). A tecnologia fotovoltaica está se tornando cada vez mais competitiva, sendo a forma de produção de eletricidade que mais cresce no mundo atualmente. A energia solar fotovoltaica é a forma de produção de eletricidade que mais cresce no mundo atualmente. Segundo estudos do Instituto de Energia da Universidade da Califórnia e da Associação das Indústrias Fotovoltaicas Europeias, desde 2003 o índice de expansão dessa indústria ultrapassa 50% ao ano.