UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE GRADUAO EM ENGENHARIA ELTRICA

PLANEJAMENTO ENERGTICO E MEIO AMBIENTE: A IMPORTANCIA DA AVALIAO DO CICLO DE VIDA DAS FONTES DE ENERGIA ELTRICA NO CEAR

Alexandre Valrio Ferreira

Fortaleza Novembro de 2011

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ALEXANDRE VALRIO FERREIRA

PLANEJAMENTO ENERGTICO E MEIO AMBIENTE: A IMPORTNCIA DA AVALIAO DO CICLO DE VIDA DAS FONTES DE ENERGIA ELTRICA NO CEAR

Monografia submetida Universidade Federal do Cear como parte dos requisitos para obteno do grau de Graduado em Engenharia Eltrica.

Orientador: Prof.. Dra. Gabriela Helena Sergio Bauab

Fortaleza Novembro de 2011

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No tenho medo de errar. Tenho medo de no tentar. (annimo)

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A Deus, Aos meus pais E a todos os meus amigos e familiares.

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AGRADECIMENTOS Acima de tudo a Jeov Deus por tudo que Ele tem me concedido e por ter sempre me fortalecido em todos os momentos. A meus pais, a quem devo a minha educao, a formao, inspirao, o apoio e a vida. Aos meus amigos, em especial a Leone e rsula Paiva, Bruno Raphael, Ederlano e Nathalia Cristina, que sempre me apoiaram, me incentivaram e tiveram f em meu potencial. Aos meus familiares, que de diversas formas, quer direta ou indiretamente, me ajudaram e me apoiaram durante a minha vida. Aos meus colegas da engenharia eltrica, em especial Jos Robrio (Budog), Francisco Lincoln e Celiorogrio, Kathiane e Ronne, pela troca de informaes, dificuldades, irritaes, dores de cabea, alegrias e brincadeiras. professora Gabriela, no apenas pela orientao durante este trabalho, mas pelo incentivo e apoio que me deu durante este trabalho. A todos os meus professores, pela instruo, experincias, treinamento e orientao que me forneceram durante minha jornada. A todos queles que no me apoiaram, que me destrataram, que no desejam nada de bom para mim e que, de diversas formas, tentaram me atrapalhar ou me derrubar. A todos os que lero esta monografia.

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Ferreira, A. V. e Planejamento Energtico e Meio Ambiente: A Importncia da Avaliao do Ciclo de Vida das Fontes de Energia Eltrica no Cear, Universidade Federal do Cear UFC, 2011, 74p.

O presente trabalho tem como objetivo apresentar a metodologia da Avaliao do Ciclo de Vida (ACV) da gerao de energia eltrica no Cear. A ACV consiste numa metodologia de gesto ambiental. Ela tem como objetivo analisar os impactos ambientais associados a um produto ou atividade desde a extrao dos recursos naturais necessrios (bero) at a disposio final (tmulo). Para a ACV, necessrio que, no apenas o sistema de produo, mas que o produto tambm seja menos danoso ao meio ambiente. No caso da gerao de energia eltrica, o produto consiste no fornecimento de energia eltrica. Uma metodologia de ACV desse produto a temporal, que engloba a construo, operao e desativao da geradora de eletricidade. apresentada nesta tica os principais impactos ambientais devido atividade de uma futura usina termeltrica, central nuclear, parque elico ou usina solar no estado do Cear.

Palavras-Chave: Avaliao do Ciclo de Vida, Gesto Ambiental, Sistema de Produto, Gerao de Energia Eltrica.

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Ferreira, A. V. e Energy Planning and Environment: The Importance of Life Cycle Assessment of Electric Power Supplies in Cear, Universidade Federal do Cear UFC, 2011, 74p.

This paper aims to present the methodology of Life Cycle Assessment (LCA) of electricity generation in Cear. The LCA is a methodology for environmental management. It aims to analyze the environmental impacts associated with a product or activity from the extraction of natural resources needed ("cradle") until the final disposal ("grave"). For the LCA, it is necessary that not only the production system, but also that the product is less harmful to the environment. In the case of electricity generation, the product is the provision of electricity. A methodology of LCA is the product of time, involving the construction, operation and decommissioning of generating electricity. It appears from this perspective the main environmental impacts due to the activity of a future power plant, nuclear power plant, wind farm or solar plant in the state of Cear.

Keywords: Life Cycle Assessment, Environmental Management System Product, Electric Power Generation.

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SUMRIOLISTA DE FIGURAS ............................................................................................................... xi SIMBOLOGIA ......................................................................................................................... xii INTRODUO .......................................................................................................................... 1 CAPTULO 2 LICENCIAMENTO AMBIENTAL ........................................................................................... 5 2.1 2.2 2.4 CONSIDERAES INICIAIS .................................................................................. 5 CONCEITOS, CARACTERSTICAS E COMPARAES ..................................... 5 CONSIDERAES FINAIS ..................................................................................... 8

CAPTULO 3 AVALIAO DO CICLO DE VIDA (ACV) ........................................................................... 9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.7 3.8 CONSIDERAES INICIAIS .................................................................................. 9 MOTIVAO ............................................................................................................ 9 CONCEITO BSICO .............................................................................................. 10 HISTRICO DA ACV............................................................................................. 11 APLICAES DA ACV ......................................................................................... 13 METODOLOGIA ..................................................................................................... 14 DEFINIO DOS OBJETIVOS E ESCOPO ................................................. 15 INVENTRIO DE CICLO DE VIDA ............................................................ 16 ANLISE DO INVENTRIO DE CICLO DE VIDA ................................... 17 INTERPRETAO DO CICLO DE VIDA .................................................... 18 APLICAO DA ACV EM SISTEMAS ENERGTICOS ................................... 19 CONSIDERAES FINAIS ................................................................................... 22

CAPTULO 4 ASPECTOS RELEVANTES DO CICLO DE VIDA DAS PRINCIPAIS FONTES DE ENERGIA ELTRICA NO CEAR ....................................................................................... 23 4.1 4.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4SUMRIO

CONSIDERAES INICIAIS ................................................................................ 23 METODOLOGIA DA ACV PARA A GERAO DE ELETRICIDADE ............ 23 USINA TERMOELTRICA .................................................................................... 27 CONSTRUO ............................................................................................... 30 OPERAO .................................................................................................... 32 DESATIVAO ............................................................................................. 35 USINA NUCLEAR .................................................................................................. 36

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4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.7

CONSTRUO ............................................................................................... 38 OPERAO .................................................................................................... 39 DESATIVAO ............................................................................................. 42 USINA ELIOELTRICA...................................................................................... 42 CONSTRUO ............................................................................................... 44 OPERAO .................................................................................................... 47 DESATIVAO ............................................................................................. 47 USINA SOLAR ........................................................................................................ 48 CONSTRUO ............................................................................................... 52 OPERAO .................................................................................................... 53 DESATIVAO ............................................................................................. 53 CONSIDERAES FINAIS ................................................................................... 54

CAPTULO 5 CONCLUSO E TRABALHOS FUTUROS .......................................................................... 56 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................................... 58

SUMRIO

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LISTA DE FIGURAS Figura 2.1 Fluxograma das etapas requeridas para a obteno do licenciamento ambiental .. 6 Figura 3.1 Estrutura da Avaliao do Ciclo de Vida. ............................................................ 14 Figura 3.2 Diagrama de uma unidade de processo genrica ................................................. 16 Figura 4.1 Consumo energtico mundial por regio ............................................................. 24 Figura 4.2 Fluxo de combustveis na cadeia energtica ........................................................ 26 Figura 4.3 Distribuio de energia primria no mundo, previso para 2030 ........................ 29 Figura 4.4 Usina termoeltrica de Ciclo Combinado ............................................................ 31 Figura 4.5 Reator nuclear tipo PWR ..................................................................................... 37 Figura 4.6 Ciclo de vida do urnio ........................................................................................ 40 Figura 4.7 Intensidade de emisso de Gases do Efeito Estufa de diferentes formas de gerao eltrica ................................................................................................................. 41 Figura 4.8 Atlas Elico Brasileiro ........................................................................................ 44 Figura 4.9 Diferentes tipos de converso de usinas solares .................................................. 50 Figura 4.10 Usina solar em Tau ........................................................................................... 51

LISTA DE FIGURAS

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4 - ASPECTOS RELEVANTES DO CICLO DE VIDA DAS PRINCIPAIS FONTES DE ENERGIA ELTRICA NO CEAR4.1 - CONSIDERAES INICIAIS

Neste captulo sero abordadas as principais caractersticas do ciclo de vida das usinas fornecedoras de energia eltrica no Cear. Para este caso, a abordagem do sistema de produto ainda no est bem definida. Geralmente, se considera o ciclo de vida de uma usina como iniciando com a construo da estrutura, operao da atividade e, por fim, desativao da geradora de eletricidade. Assim, sero apresentados os principais impactos ambientais decorrentes da utilizao de usinas termoeltricas, centrais nucleares, parques elicos e usinas solares para produo de energia em larga escala. No ser realizada a ACV destes, mas delineados temas que, no futuro, podem se tornar escopos de estudos de ACV. 4.2 METODOLOGIA DA ACV PARA A GERAO DE ELETRICIDADE

Conforme destacado anteriormente, a ACV uma tcnica que avalia os impactos totais causados pelo produto durante todo seu ciclo de vida, no apenas no processo. As metodologias utilizadas atualmente so variadas. A NBR ISO 14040:2009 e 14044:2009 delineiam algumas caractersticas da ACV e a metodologia bsica de aplicao desta, porm no apresenta uma forma padronizada especfica de uso dela. Segundo destacado por Ribeiro (2003), h diferentes formas de se realizar a ACV no caso do setor energtico, ou seja, incluindo as fontes de gerao de energia eltrica. A eletricidade est envolvida com as mais diversas atividades produtivas. Se as fronteiras do sistema do escopo do trabalho tentar englobar toda a vida da eletricidade, englobariam tantos processos, resultando em uma quantidade imensa de informaes. Entretanto, esses dados no auxiliariam na tomada de deciso sobre qual melhor usina ou qual estrutura seria a menos danosa ao ecossistema. Assim, na ACV das fontes de gerao, o produto ser o servio de gerao de eletricidade realizado pela usina. Quanto s formas de se determinar as fronteiras do sistema de produto de prestao de servio de gerao de energia eltrica, elas podem ser referentes dimenso espacial ou temporal. No caso das fronteiras quanto ao aspecto espacial, examinam-se os impactos devido extrao, beneficiamento, transporte, processamento, reciclagem, deposio, entre outros. J

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do ponto de vista temporal, a avaliao feita seguindo as etapas de construo, operao, manuteno e desmontagem. Entretanto, analisando-se dessa forma, algumas etapas perdem a importncia, como no caso da construo, por ser um tempo reduzido se comparado com o tempo de vida da usina. Se isso fosse feito, desconsideraria impactos significativos derivados das obras de construo, como desmatamento, produo de resduos, compactao do solo, entre outros. Dependendo do tipo de gerao de energia, pode ser a mais impactante (RIBEIRO, 2003). A ACV das fontes de gerao consiste numa poderosa ferramenta para o planejamento energtico. Ela prov uma viso holstica ou sistmica dos casos estudados, analisando no apenas o consumo energtico devido a um processo, mas em todo o ciclo de vida do produto. Tendo sido realizado tal avaliao, identificar as falhas e comparar com a situao energtica presente constitui grande auxlio na tomada de decises.Figura 4.1 Consumo energtico mundial por regio.

Fonte: BP, 2011a, adaptado pelo Autor.

A situao do Brasil quanto a gerao de energia eltrica por meio de fontes renovveis favorvel. Segundo dados do Balano Energtico Nacional (BEN) preliminares referentes a 2011 (BRASIL, 2011), das fontes primrias e secundrias de energia, a fonte hidrulica a que mais contribui para a produo de energia eltrica, com 74,9%. Situao esta no similar maioria dos outros pases, pois 87% da energia do mundo provm de fontes no renovveis. No Brasil, essa porcentagem no passava de 55% em 2010. Alm disso, tem a vantagem de

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ter menor dependncia energtica do que os outros pases. Assim, na carncia de combustveis fsseis, o Pas apresentaria menos dificuldades para suprir a sua demanda de energia eltrica. Apesar dessa vantagem relativa, a maioria das usinas hidreltricas se encontra longe dos grandes centros consumidores. Geralmente, est a milhares de quilmetros, o que torna necessrio a construo de longas linhas de transmisso. Assim, uma quantidade significativa de energia perdida nessa etapa. Alm disso, no pouco significativos so os impactos causados pela construo de torres de transmisso, tanto do ponto de vista ambiental como social. Se o consumo de energia continuar nas taxas atuais, ainda ser necessria a construo de novas usinas de grande porte. Mas os recursos naturais tem se tornado cada vez mais escasso. Segundo a BP Energy Outlook 2030 (BP, 2011b), as previses so de reduo percentual do consumo de petrleo e derivados, e crescimento da utilizao de gs e fontes naturais como fonte energtica. Mas o carvo ainda ter participao significativa no setor de energia. O mercado de energia no Brasil tende a se descentralizar em virtude das dificuldades tcnicas e ambientais da construo de novas usinas hidreltricas de grande porte. Muitas PCHs (Pequenas Centrais Hidreltricas) tm retornado ao funcionamento. Nesse mbito, sero analisadas as principais formas de gerao de eletricidade no estado do Cear, apresentando os benefcios e impactos, que devero ser analisados pela metodologia da ACV, para que se possam minimizar os danos ao meio ambiente. No sero estudados os impactos devido a usinas hidreltricas e que utilizam a fora das ondas. O Cear no possui grandes rios e nem estrutura geolgica que facilite a construo de grandes represas. Existem algumas PCHs em alguns audes (como no aude Araras, que possui 2 MW instalados, a disposio da ONS) e projetos de construo de outras no aude Castanho, o maior do estado. Entretanto, os audes no foram construdos com o objetivo principal de gerar eletricidade, mas sim com a finalidade de armazenar gua para irrigao, perenizar de rios e abastecer a populao. Alm disso, seu potencial de crescimento muito limitado e os impactos ambientais principais no se devem sua construo, por ser uma atividade complementar, mas devido ao aude, que causaria praticamente os mesmos danos, construindo uma PCH ou no. No caso da gerao eltrica atravs das ondas, existe projeto de instalao de uma central prxima ao porto do Pecm. Entretanto, essa forma de gerao ainda est engatinhando e existem poucas informaes sobre seus materiais e possveis impactos. Assim, seria muito superficial qualquer discusso sobre esse tipo de fornecimento de energia eltrica.

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No caso das usinas nucleares, apesar das grandes discusses sobre seus riscos, ainda apresenta grande potencial de construo. A gerao atravs da energia elica tem crescido bastante nos estados do Cear, Rio Grande do Norte e do Sul. Alm disso, no Cear foi construda a primeira usina eltrica utilizando placas fotovoltaicas. Esta possui grande potencial de crescimento no Brasil e no mundo. No que se refere s usinas termoeltricas, a que possui maior possibilidade de se expandir no estado. Apesar de haver algumas termoeltricas no estado capazes de suprir parte significativa da demanda interna de energia eltrica, geralmente, s so requeridas em situaes de emergncia, como blackouts ou picos de demanda. A razo da participao coadjuvante que o combustvel das hidreltricas a gua, ou seja, gratuito. Por outro lado, o custo do combustvel das termoeltricas alto.Figura 4.2 Fluxo de combustveis na cadeia energtica.

Fonte: Carvalho, 2000.

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Assim, a partir de agora, ser feita a anlise dos tipos de impactos devido a quatro formas de gerao de eletricidade no Cear: termoeltrica, nuclear, elica e solar. Existem diferentes formas de ser analisar o produto de fornecimento de energia eltrica. A opo utilizada a anlise temporal, cujas etapas so: construo, operao e desmontagem. Essa abordagem engloba todas as entradas e sadas de materiais durante esses perodos do ciclo de vida da gerao. Na construo, esto envolvidas a preparao da infra-estrutura, fundio do maquinrio, fabricao das peas e equipamentos. A etapa de operao consiste na mais longa fase de uma usina, na qual h o transporte dos combustveis, troca de equipamentos e liberao de insumos. A desmontagem envolve a reciclagem e deposio de toda a estrutura pertencente usina. Na figura 4.2, existe um diagrama resumido do fluxo na cadeia energtica. 4.3 - USINA TERMOELTRICA As usinas termoeltricas consistem na principal forma de gerao de eletricidade no mundo. Isso se deve, principalmente, facilidade de sua construo, se comparadas com outras usinas, como nuclear e hidreltrica, podendo ser instalada em praticamente qualquer regio, a maioria das vezes, prxima dos centros consumidores. Alm disso, poucos pases possuem geografia que possibilite a construo de usinas hidreltricas de grande porte ou tecnologia e condies para instalar usinas nucleares. Praticamente todas as usinas termoeltricas utilizam combustveis fsseis. Apenas 18,7% da eletricidade produzida no mundo so provenientes de usinas hidreltricas, enquanto que 81,3% da gerao so devido s usinas termoeltricas. Os principais combustveis das termoeltricas so: carvo (40%), leo (10%), gs natural (15%), nuclear (acima de 15%) e outros correspondem a 1,3% (LEO, 2011). Neste trabalho, ser estudada a gerao nuclear separadamente da termoeltrica convencional, apesar desta tambm ser uma fonte de energia trmica. Os combustveis fsseis so resultados de um longo processo envolvendo milhares de anos. Florestas, mares e lagos foram soterrados junto com os animais e vegetais que neles habitavam. Foi uma combinao de tempo, presso das rochas, temperatura apropriada, ao de bactrias que no necessitavam de oxignio e deposio em bacias sedimentares, que dificilmente poderia ocorrer de novo. Eles so formados por longas cadeias de hidrocarbonetos, enxofre e outros metais. Os principais combustveis fsseis so o carvo, petrleo e gs natural.

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Alm deles, existe a turfa, leo de xisto e alcatro. Estes so menos utilizados devido ao custo mais elevado e a limitao tecnolgica para sua extrao. A principal fonte energtica utilizada no mundo o carvo mineral. A principal razo sua abundncia, havendo jazidas em praticamente todo o globo, diminuindo assim o seu custo econmico. Em regies com grandes reservas, como EUA, ndia, Rssia e China, a matriz energtica constituda principalmente de usinas termoeltricas. O Brasil no possui grandes reservas de carvo mineral. E o tipo de carvo encontrado de qualidade inferior, ou seja, seu poder calorfico baixo, alm de possuir muito enxofre, o que gera muitas cinzas durante a queima. Assim, s vezes torna-se necessrio importar ou processar o carvo extrado no pas. As maiores reservas brasileiras se encontram nos estados do Paran, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, justamente onde est localizada a maioria das usinas termoeltricas, o que diminui os gastos com transporte. Assim, para a construo de uma usina a carvo no estado do Cear, seria necessrio transporte de matria-prima de regies distantes, o que acarreta na maior emisso de poluentes devido queima de combustveis pelos caminhes, navios e trens utilizados, sem contar o consumo de energia devido as esteiras transportadoras. Alm disso, h perdas de material durante o percurso, causando maiores impactos ambientais, como contaminao do solo. No caso do petrleo, o processo de formao se diferencia dos outros combustveis fsseis pela necessidade de haver uma rocha de formao, rochas acumuladoras e a existncia de uma rocha que atue como armadilha, ou seja, que impea o escoamento dos hidrocarbonetos do reservatrio (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005). Esses hidrocarbonetos no esto localizados em leitos contnuos, mas se distribuem no interior de rochas porosas. Em todo depsito de petrleo existe gs, mas o oposto nem sempre verdadeiro. Por exemplo, o maior produtor mundial de petrleo a Arbia Saudita, enquanto que o maior produtor mundial de gs natural a Rssia. A OPEP (Organizao dos Pases Produtores de Petrleo, OPEC em ingls) possui em torno de 77% das reservas comprovadas de petrleo no mundo. A maior parte dos seus membros est localizada no Oriente Mdio. O Brasil apresentou uma participao modesta na produo mundial de 2,7% em 2010 (BP, 2011a). Os EUA continuam como os maiores consumidores mundiais de petrleo, seguidos pela China, que vem crescendo vertiginosamente nas ltimas dcadas. Entretanto, o uso do carvo e do petrleo na gerao de energia eltrica vem diminuindo. Uma das principais razes a econmica, visto que o preo elevou-se bastante durante

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alguns anos, apresentando leve queda recentemente. Assim, foram feitos vrios investimentos em formas alternativas de gerao de eletricidade. Destaca-se o uso da biomassa, que faz uso de resduos orgnicos. Muitos produtores de lcool tm aproveitado o bagao da cana-deacar como combustvel de pequenas termoeltricas, a fim de abastecer sua necessidade energtica e, quando necessrio, fornecer energia para a rede eltrica pblica. O combustvel que tem mais crescido, em quantidade consumida, nos ltimos anos o gs natural. Como possvel observar pelo grfico da figura 4, acredita-se que nos prximos 20 anos, ele se torne uma das principais fontes energticas mundiais, podendo ultrapassar o petrleo e o carvo. Evidentemente, essas previses podem ser alteradas devido s mudanas polticas, tecnolgicas e climticas que podem ocorrer no futuro prximo.Figura 4.3 Distribuio de energia primria no mundo, previso para 2030.

Fonte: BP, 2011b, adaptado pelo Autor. Nota: * Incluindo os biocombustveis.

A maior parte das usinas termoeltricas brasileiras utiliza o gs natural, leo combustvel ou diesel. Estes combustveis apresentam vantagens, em relao ao carvo, por serem menos poluidores (principalmente o gs natural) e no liberam cinzas durante a queima. Alm disso, combustveis lquidos possuem maior poder calorfico, o que diminui o volume de ma-

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terial consumido. Outras facilidades envolvem o seu transporte, armazenagem e o controle do consumo. O mesmo no ocorre com o gs natural, que apresenta perdas e necessria a construo de gasodutos e compressores. No Cear, no h grandes depsitos de petrleo e gs natural, tornando necessria a importao deste. Por outro lado, foi instalado no porto do Pecm um terminal de desgaseificao de GNL (Gs Natural Lquido), permitindo assim que maior volume de gs natural seja transportado, reduzindo, portanto, o nmero de viagens necessrias. Isto significa reduo na emisso de gs carbnico e menor consumo de combustveis fsseis. Alm disso, menos perdas de combustvel durante o transporte e menos riscos de acidentes ou por vazamentos.

4.3.1 - CONSTRUO

Quanto aos aspectos construtivos, segundo Guena (2007), a relao entre rea ocupada e energia produzia dos diferentes tipos de gerao trmica, a maior produo por rea ocupada seria das usinas nucleares. Logo depois, vem as usinas termoeltricas a leo, a diesel e a gs. Uma geradora a carvo mineral ocuparia uma rea seis vezes maior que uma usina nuclear para produzir a mesma quantidade de energia. Alm disso, as usinas termoeltricas apresentam baixa eficincia energtica. A principal razo se deve s turbinas, pois, pela 2 lei da termodinmica, sabe-se que nenhum processo pode converter completamente calor absorvido em trabalho til. Em uma termoeltrica, quanto maior a temperatura do fluido na entrada da mquina e quanto menor a temperatura do fluido na sada da mquina (mais prxima temperatura ambiente) maior a eficincia de converso (LEO, 2011). Entretanto, para obter uma condio de alta eficincia, seriam necessrias elevadas temperaturas na queima, o que invivel, devido presena de ao e outros metais que seriam fundidos. Para uma temperatura de 550, que pode ser vivel, consegue-se um rendimento mximo de at 63,18%. Mas, devido a diversas perdas, as mais eficientes turbinas possuem rendimentos no superiores a 45%. O resto perdido no processo de converso termomecnico. Os principais ciclos utilizados nas centrais termoeltricas so os ciclos de Rankine e Brayton. E para as mquinas de combusto interna, os mais comuns so os ciclos de Otto e Diesel. Alm disso, comum combinar dois ciclos, a fim de se ter maior rendimento. O ciclo de Rankine constitui basicamente na queima de algum combustvel para o aquecimento da gua e, atravs do vapor gerado a alta presso, movimentar uma turbina. Em seguida, o vapor

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da exausto resfriado no condensador e a gua reutilizada no processo. A vantagem desse ciclo a possibilidade de se utilizar diversos combustveis (como carvo, leo, gs), pois a queima dele apenas utilizada para gerar o vapor. Existem variantes desse ciclo, como aqueles com reaquecimento e o regenerativo. No ciclo com reaquecimento, a primeira turbina recebe o vapor a alta presso, aps a exausto, o vapor reaquecido e enviado para outra turbina, porm baixa presso. No caso do ciclo regenerativo, a gua que sai do condensador reaquecida, aproveitando parte do calor do fluido que sai da primeira turbina. Assim, quando se reinicia o processo, a gua est numa temperatura mdia mais alta, o que torna o processo mais eficiente.Figura 4.4 Usina termoeltrica de Ciclo Combinado.

Fonte: Nascimento;Barretos;Neto, 2008.

No ciclo de Brayton, o processo de queima constitui-se primeiramente pela compresso do ar adiabtica (sem troca de calor com o ambiente) e isentrpica (entropia constante), seguida pelo direcionamento do ar comprimido para a cmara de combusto, onde se junta com o combustvel e ocorre a queima a presso constante. Aps essa etapa, ocorre a expanso adiabtica dos gases da combusto, alta presso, que so direcionados para a turbina, onde ocorre a transferncia de energia atravs do trabalho realizado pelo fluido sobre as palhetas, movimentando a turbina. E, por fim, os gases so liberados no meio ambiente.

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Os motores de combusto interna utilizam os prprios gases de combusto como fluido de trabalho. So estes gases que realizam os processos de compresso, aumento de temperatura (queima), expanso e finalmente exausto. O ciclo de Otto se d em quatro etapas. Primeiro, a vlvula de admisso aberta e o ar com o combustvel injetado no cilindro onde ocorrer a combusto. Essa vlvula fechada e a mistura comprimida pelo pisto. Ento, uma fasca produzida e ocorre a exploso e expanso dos gases, movimentando o pisto. A vlvula de escape aberta e os gases provenientes da combusto so expelidos. Quanto ao ciclo de Diesel, a ignio se d por compresso. H injeo do leo no cilindro e o ar comprimido sem ser misturado ao combustvel. No instante de compresso mxima, o ar aumenta de temperatura e alta taxa de oxignio faz com que o leo entre em combusto, produzindo a exploso. No necessria a presena de vela para ignio. Assim, como possvel observar, a maioria dos componentes utilizados para a construo de uma usina termoeltrica na unidade federativa em estudo proveniente de outras regies. Sendo o transporte da matria-prima dado principalmente por navio, atravs do porto do Pecm e, possivelmente, atravs de ferrovias, em virtude de uma gradual expanso da malha ferroviria no nordeste. Dentre as principais vantagens da construo deste tipo de gerao, est sua mobilidade, podendo ser instalada em praticamente qualquer lugar. Isso diminui custos com mo-de-obra, haja vista poder se construir prximo de centros urbanos, reduzindo possveis impactos devido construo de alojamentos. Sendo tal situao comum para o caso das grandes usinas hidreltricas. Uma grande dificuldade quanto s usinas termoeltricas est na obteno de gua. Como no estado do Cear no possuem rios volumosos e alguns deles no so perenes, torna-se necessrio a construo de audes e canais para o transporte de gua. Um exemplo a usina TERMOFORTALEZA, prxima ao terminal porturio do Pecm, que utiliza a gua proveniente do aude Stios Nova, localizado a alguns quilmetros de distncia. Certamente haver perdas por evaporao durante o processo de transporte. Alm disso, necessria a purificao da gua, visto que o canal fica a cu aberto, ocorrendo presena de vrios resduos e matria vida.

4.3.2 - OPERAO

Os impactos ambientais devidos construo so pequenos, se comparados aos devido a um inteiro perodo de vida de uma usina de gerao termoeltrica. Os principais recursos

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envolvidos nessa etapa so os combustveis fsseis e gua. Alm disso, grande quantidade de combustvel utilizada para o transporte de matria-prima e pessoas. E grande quantidade de produtos qumicos utilizada para o tratamento de gua, pois est deve estar limpa para ser utilizada, principalmente no caso das usinas a vapor. Os impactos ocasionados pela extrao de carvo so diversos. O primeiro identificado o uso do solo e o impacto visual devido s minas a cu aberto. Relacionados com essas obras esto eroso do solo, gerao de poeira, rudos, vibraes e gases emanados das detonaes e deposio de rejeitos e material estril (GUENA, 2007). Quanto s minas subterrneas, h menos impacto visual, porm pode-se causa danos ao lenol fretico, liberao de gases e poeira, vibraes e deposio de materiais indesejveis e estreis, que, se no colocado em local apropriado ou tratado, contamina o solo. E, tanto as minas a cu aberto como subterrneas, alteram a presena de gua no solo, o que muitas vezes torna invivel o reflorestamento na regio. Para a extrao de gs natural, so necessrias estruturas apropriadas para sua extrao. Esse tipo de operao apresenta risco de exploses e vazamentos na distribuio, que tambm apresenta ocorrncia de exploses. Ele costuma ser retirado em poos de petrleo. Em todo poo de petrleo tem gs natural, mas no o inverso. O Brasil no possui grandes reservas de gs. Em decorrncia de descobertas de novas reservas de petrleo, espera-se que haja maior produo de gs natural. Atualmente, o Pas precisa importar gs natural, o que no vantajoso, principalmente para o setor de produo de eletricidade. Ser dependente energeticamente de outro pas por algum produto sempre complicado, pois envolvem no apenas questes econmicas, mas tambm polticas. Sendo que estas sofrem grandes variaes ao longo das dcadas. Alm da extrao, necessria a purificao do gs, ou seja, retirar partculas slidas presentes e ajustar as porcentagens de metano, butano e outras molculas de forma que seja adequado para o consumo. O transporte e distribuio se do principalmente por gasodutos. No caso do leo combustvel, sua obteno feita no processo de refinamento do petrleo. Assim, no existem apenas os impactos associados extrao do petrleo, mas ao transporte deste para o continente (no caso das plataformas continentais) ou por meio de oleodutos ou caminhes tanque. O leo bruto enviado para refinarias, onde extrada uma enorme gama de derivados para as mais diversas atividades. Por fim, este leo combustvel enviado para a usina.

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No Cear, est em construo uma refinaria de petrleo localizada prximo ao porto do Pecm. Assim, at o perodo de escrita desta monografia, tornava-se necessria a importao do leo combustvel. Alm disso, parte do petrleo extrado no Pas refinada no exterior. De fato, como a maioria dos combustveis utilizados para os tipos de usinas termoeltricas no Cear so provenientes de outras regies, resulta em maior emisso de poluentes gasosos, perdas de matria-prima durante o transporte e riscos de acidentes, como derramamento de petrleo no mar. Quanto queima do carvo mineral, diversos agentes poluidores so liberados na atmosfera, destacando-se: hidrocarbonetos no queimados, xidos de carbono, xidos de enxofre, xidos de nitrognio e material particulado. O dixido de carbono constitui no maior causador do efeito estufa. O dixido de enxofre emitido na queima de combustveis como carvo, leo e lcool, pode ocasionar chuva cida e afetar a biodiversidade da regio. O xido de nitrognio (NOx) no apenas pode ocasionar a chuva cida, mas tambm afeta as vias respiratrias (LEO, 2011). Este caracterizado pela fumaa escura liberada pelas chamins. Tanto as cinzas leves como as pesadas podem contaminar o solo, a gua e o ar. No apenas elas, mas os grandes volumes de carvo armazenados podem contaminar o solo e o lenol fretico. Quanto ao gs natural, por sofrer queima quase completa, libera menos gases poluidores causadores da chuva cida. Desse total, a maior percentagem dos poluentes constituda de gs carbnico e gua. Outra vantagem a baixa emisso de partculas, reduzindo os impactos severos causados ao meio ambiente e a sade humana. Mesmo assim, necessrio o uso de filtros nas chamins para reduzir os danos atmosfera. O transporte do leo combustvel acarreta a diversos riscos ambientais, como acidentes, contaminaes e exploses. No raro, ocorrem vazamentos de leo nos rios e mares, gerando imensos impactos ambientais. Na queima deste material, so emitidos monxido de carbono, xidos de nitrognio, hidrocarbonetos, xidos de enxofre e partculas. Alm disso, so liberados elementos que ocasionam precipitaes cidas, que contaminam o solo e so nocivos aos animais e plantas. Quanto ao tempo em operao, a maioria das usinas fica parada durante boa parte do tempo, sendo requeridas em ocasies de picos de demanda ou apenas para cumprir os acordos feitos quanto potncia produzida mensalmente. Entretanto, ela precisa estar sempre preparada para ser ligada rede, ou seja, os equipamentos devem estar sempre a postos para ser liga-

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do. Isso representa grande desperdcio de energia, pois diversos compressores, principais e de emergncia, e equipamentos devem estar em funcionamento todo tempo. A prpria mquina no pode estar parada, por razes tcnicas, tornando necessrio um motor para faz-la girar lentamente e constantemente. O condensador deve estar continuamente em funcionamento, o que exige o bombeamento e filtragem de gua. Sendo evidente que parte desta gua perdida durante esse processo. Quantidade no muito pequena de resduos gerada durante essas etapas.

4.3.3 - DESATIVAO

Como qualquer outro produto, as usinas termoeltricas possuem um tempo de vida e, aps esse perodo, pode-se escolher entre atualizar a planta ou desmont-la. Existem poucos casos registrados de desmontagem de usinas termoeltricas no Brasil. Uma das razes que a maioria das usinas termeltricas existentes so relativamente recente. Quando no for mais utilizar a terra ocupada para uma usina termoeltrica, precisam-se verificar quais atividades podem ainda ser realizadas nesse local. Presena de elementos contaminantes no solo evidente, mas pode ser que no esteja em quantidade significativa. Isso depender bastante da forma como era armazenado o material, em especial se este fosse carvo. Entretanto, como a maioria das vezes as termoeltricas se encontram prximas de centros consumidores, a tendncia ser utilizao da rea para construo de fbricas ou moradias, aproveitando-se da estrutura civil j instalada. Quanto aos equipamentos, se estiverem obsoletos, podero ser vendidos para siderrgicas ou metalrgicas, a fim de serem reaproveitados os metais presentes. Entretanto, isso depender do tipo de metal e outros produtos presentes na estrutura dos equipamentos. Alguns talvez no possam ser reciclados, ou seja, invivel o seu reuso. Outro fator a considerar a localizao e disponibilidade da siderrgica para tais atividades. Em alguns anos, ser finalizada a construo de uma delas no municpio de so Gonalo do Amarante, onde se localiza o porto do Pecm, o que diminuiria os gastos e poluio devido ao transporte dos materiais a serem reciclados. Alm disso, precisa-se verificar o quanto de combustveis fsseis ser utilizado para o transporte e fundio dos materiais da usina. Certamente, gera-se significativa quantidade de gases poluentes e isso no pode deixar de ser contabilizado.

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E no caso de materiais que no podem ser reciclados, talvez se opte pela incinerao destes ou a deposio em locais apropriados. Devem-se verificar quais os tipos de impactos gerados pela deposio destes, como o uso do solo e a contaminao deste. Alguns podem ser recuperados e reutilizados, aumentando seu tempo de vida. 4.4 - USINA NUCLEAR A energia nuclear se refere ao uso da energia proveniente do ncleo de um tomo, mas sem destru-lo. De certa forma, essa energia tambm fssil, pois seus elementos foram formados a cerca de oito bilhes de anos. O elemento mais utilizado o urnio. Este obtido de concentraes minerais cuja proporo deste elemento seja grande suficiente para ser considerado economicamente vivel ser explorado. Ele aplicado principalmente para gerar eletricidade, para fins mdicos, na arqueologia e na agricultura. Entretanto, tambm tem sido utilizado em armamentos militares, como a conhecida bomba nuclear. O urnio possui trs istopos, que so encontrados nas seguintes propores: U238 (99,3%); U235 (0,7%); U234 (pequena quantidade). Com o tempo, ele vai decaindo, ou seja, liberando partculas alfa, e convertendo-se, respectivamente, nos istopos 234, 231 e 230 do elemento qumico trio. Estes, depois decaem e se transmutam para o elemento chumbo, com massas de 206, 207 e 208, respectivamente (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005). O processo mais utilizado para aproveitar a energia atmica a fisso nuclear, que ocorre atravs da emisso de partculas de nutron. Quando estes atingem o ncleo do urnio, o ncleo fissionado, parte-se, liberando grande quantidade de energia. Esta ento utilizada para aquecer a gua que utilizada para girar uma turbina a vapor. O processo de fisso nuclear foi descoberto em 1939 e, j em 1942, tinha sido possvel produzir a primeira reao em cadeia autossustentada em um reator na Universidade de Chicago. Esse serviu de prottipo para o primeiro reator a gerar eletricidade, localizado prximo a Detroit (GUENA, 2007). necessrio que seja enriquecido o minrio, ou seja, aumentada a concentrao de U-235 para um pouco mais de 4%, no caso de aplicaes em gerao eltrica. Os principais pases a desenvolverem tecnologia para este tipo de produo foram EUA, Alemanha, Frana, Reino Unido, Japo e Rssia. No total, existem 29 pases que possuem usinas nucleares instaladas. Entretanto, essa forma de gerao enfrenta grandes dilemas, tanto polticos como de segurana. As grandes potncias mundiais detentoras de armamento nuclear temem que outros pases venham a desenvolver esse tipo de arma. Assim, pressionam naes

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que desejem realizar o enriquecimento de urnio. Isso tem causado grandes problemas diplomticos. O Brasil detm uma das maiores reservas de urnio no mundo. Elas esto presentes em seis estados. As maiores reservas esto situadas no Cear e na Bahia, que juntos detm cerca de 80% das reservas nacionais (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005). No Cear, as maiores reservas esto localizadas no municpio de Santa Quitria. Existem duas usinas nucleares instaladas no Brasil, Angra I (657 MW) e Angra II (1350 MW), ambas localizadas em Angra dos Reis, Rio de Janeiro. Est construindo a terceira usina, Angra III. Alguns dos seus equipamentos j foram comprados juntos com os da usina Angra II, portanto, so equipamentos relativamente velhos. Quanto ao tipo de usina nuclear, a topologia mais utilizada LWR (Light Water Reactor Reator de gua Leve). Existem duas topologias: os BWR (Boiling Water Reactors Reatores de gua em Ebulio) e os PWR (Pressurized Water Reactors Reatores de gua Pressurizada). Os PWR so considerados padres, por ser mais segura e poucos casos de acidentes (o maior conhecido foi nos EUA, que causou a morte de trs pessoas) durante o seu funcionamento. As usinas nucleares brasileiras so do tipo PWR (ELETRONUCLEAR, 2011a).Figura 4.5 Reator nuclear tipo PWR

Fonte:Eletronuclear, 2011b.

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No maior caso de acidente nuclear devido operao, que ocorreu na usina Chernobyl, em Prypiat, Ucrnia, o funcionamento da usina era diferente. Afirma-se que essa usina estava defasada, usando tecnologia diferente chamada de RBMK (Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny), que menos segura que a PWR. Alm disso, no dia do acidente, os sistemas de segurana foram desligados para serem realizados alguns testes. Como o sistema se desestabilizou, houve exploso e desmoronamento do teto do reator. Em seguida, grande quantidade de material radioativo foi liberada na atmosfera atingindo at pases distantes como Sucia e Gr-Bretanha. O reator for embalsamado com estruturas de chumbo numa obra descomunal, pois cada segundo na rea era um risco enorme de vida. A maioria dos que participaram dessas operaes morreram cedo devido, principalmente, a casos de cncer e envelhecimento precoce, sem contar os impactos como destruio da vegetao ao redor e retirada da populao de uma cidade inteira. Alm disso, houve diversas ocorrncias de doenas causadas nas pessoas contaminadas, principalmente cncer, e mutaes nos seus descendentes. Nenhum outro acidente chegou a tamanhas propores. Muitas naes ficaram temerosas de instalar novas centrais nucleares, temendo acidentes similares. Apesar desses potenciais riscos, a energia nuclear estava sendo vista com bons olhos nos ltimos tempos, por no poluir muito e apresentar capacidade de produo elevada. Recentemente, entretanto, houve o caso da usina de Fukushima, Japo, atingida por um forte tsunami, em maio de 2011. Ainda h nvel elevado de radioatividade nas proximidades e est se procurando reparar algumas das unidades, que ainda apresentam instabilidade. Assim, no comeo do sculo XXI, existem ainda grandes conflitos sobre o uso da energia nuclear para fins energticos. Sendo os principais dilemas a questo do lixo atmico, segurana das usinas nucleares, a produo de energia e a forte dependncia da energia nuclear. Portanto, para se construir novas centrais nucleares, grandes barreiras, tanto sociais como polticas, certamente tero de ser enfrentadas.

4.4.1 - CONSTRUO

Quanto ao aspecto construtivo, uma usina constitui-se de um investimento caro. Isso se deve, principalmente, periculosidade dos materiais utilizados, tornando necessria uma estrutura robusta para que se possam suportar situaes extremas. Alm disso, necessria a proximidade de grandes volumes de gua para seu funcionamento. Uma usina nuclear, na

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verdade, pode ser considerada como geradora trmica a vapor, estando a diferena na forma como o combustvel aquece a gua. No caso da nuclear, o processo de fisso nuclear que gera o calor necessrio para obter o vapor dgua para girar as turbinas. Assim, geralmente se constroem usinas nucleares prximas de lagos, de rios e do mar. Grande quantidade de gua utilizada para se obter o vapor dgua. Existem planos, mesmo que ainda bastante indefinidos, para a construo de uma central nuclear no Cear. Evidentemente, no se planeja fazer uso dos grandes audes presentes no estado, que so utilizados essencialmente para irrigao, fornecimento de gua potvel e atividades de pesca. Portanto, seria esperada uma construo desse tipo prxima do mar. Assim, seria necessria a construo de diques e quebra-mar, no apenas para a formao de um lago artificial, mas tambm como proteo contra possibilidade de tsunamis. Grande quantidade de materiais seria necessria para essa obra, principalmente concreto. Assim, haveria intenso transporte de material para o local da obra, que por razes sociais, provavelmente se localizaria relativamente longe dos centros urbanos. Assim, seria necessrio desmatamento da vegetao local, alteraes do solo, como compactao e contaminao devido poeira liberada durante as obras, alm de afetar a fauna local. Em contrapartida, a rea necessria para a construo de uma central nuclear no to grande, se comparada com a necessria para instalao de um parque elica ou uma hidreltrica. Porm, maior que a maioria das usinas termoeltricas. Alm disso, necessrio estabelecer uma rea de segurana, devido aos potenciais riscos em caso de acidentes.

4.4.2 - OPERAO

As usinas geralmente tm tempo de operao de cerca de 40 anos. Os principais recursos naturais utilizados durante a operao so os elementos radioativos e a gua. A extrao do minrio de urnio provoca impactos ao solo, gua e sade dos funcionrios. No que se refere gua, se for instalado prximo ao mar, ser necessrio o tratamento para se retirar o sal e outras impurezas que possam danificar os encanamentos e as ps das turbinas. Existem grandes reservas de urnio no prprio estado. Porm, o enriquecimento desse material feito no exterior. Portanto, adicionam-se impactos devido ao constante transporte de insumos para a usina, principalmente por caminhes e navios. Alm disso, h riscos de liberao de radiao, no apenas em acidentes, mas tambm em condies normais de rotina.

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Como possvel observar na figura 4.6, o ciclo de vida do urnio envolve diversas etapas. O ciclo de vida inicia-se com a extrao do minrio de urnio. Como ele est presente em quantidade insuficiente para ser utilizado para gerar energia, necessrio enriquec-lo. Ento, ele estocado. O local onde armazenado consiste numa rea de alto risco, pois, em caso de acidente, a contaminao radioativa geram diversos danos aos seres vivos. possvel haver reprocessamento do combustvel. Por fim, os resduos so armazenados em locais seguros ou em minas ou cavernas.Figura 4.6 Ciclo de vida do urnio.

Fonte:Eletronuclear, 2011a.

Quanto liberao de gases do efeito estufa, as usinas nucleares no liberam nem 1% do que uma geradora termoeltrica emite. No grfico da figura 4.7, as usinas nucleares esto entre as menos emissoras de CO2, superando as usinas solares que foram pesquisadas em Cameco (2010). Essa constitui uma das principais vantagens desse tipo de gerao. Porm, muitos produtos de segurana so necessrios, pois se trabalha com elementos radioativos. Sistemas de monitoramento e segurana devem ser instalados para assegurar que os riscos sejam os mnimos possveis. Para tanto, so necessrios elevados gastos. Isso nem sempre possvel ou do interesse dos tomadores de deciso (geralmente, o governo). Assim, por vezes, o fator economia pesa mais, como ocorre no caso da construo de Angra III, no Rio de

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Janeiro, cuja parte dos materiais utilizados para a usina foi includa na compra dos equipamentos para a usina II, que j na poca eram considerados defasados. Assim, um dos maiores temores de ocorrncia de acidentes nucleares desastrosos no se deve possibilidade de fenmenos naturais, mas sim devido descuidos dos responsveis quanto construo e manuteno.Figura 4.7 Intensidade de emisso de Gases do Efeito Estufa de diferentes formas de gerao eltrica.

Fonte: Cameco, 2010, adaptado pelo Autor.

Se ocorrer um acidente, dependendo de sua dimenso, pode haver danos significativos ao ecossistema. Como o ciclo de vida desses elementos radioativos envolve milhares de anos, pode-se considerar que os impactos, no caso de um acidente nuclear, permanente. E, por isso, no se sabe ao certo o que se fazer com os resduos nucleares. Atualmente, na maioria dos casos, so construdas cmaras ou cavernas blindadas, onde se armazena o lixo radioativo. Isso constitui um grande problema, pois ningum deseja que sejam depositados tais resduos prximos de si. Alm disso, h riscos de contaminao e acidentes associados ao transporte e a prpria deposio. Existem pesquisas acerca da possibilidade de se reutilizar tais resduos na gerao de energia eltrica ou em outras atividades, como medicina.

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4.4.3 - DESATIVAO

Experincia com o descomissionamento (desativao) de uma usina nuclear no muito grande. Existem poucos exemplos aos quais se podem fazer comparaes. Diversos pases da Europa tem, recentemente, enfrentado problemas relacionados com a desmontagem de usinas. Muitas delas so antigas e esto no limite do perodo de funcionamento. Entretanto, devido a problemas econmicos e dificuldades em encontrar outra forma de suprimento energtico, muitas dessas esto sendo reajustadas para aumentar em 10 anos ou mais o tempo de vida. O descomissionamento envolve a desmontagem, a descontaminao e a restaurao. A rea, aps a desmontagem, deve ser vigiada e protegida. O tempo estimado para superar tal situao supera os cem anos. Existem trs tipos de desmontagem. Pode ser imediata, ou seja, retirada imediata de toda a instalao. Existe o mtodo do envelhecimento, que consiste na desmontagem da usina apenas quando o nvel de emisso de radiao esteja nos limites razoveis e, ento, so retirados os equipamentos. E, como ltima escolha, existe o entumbamento, que envolve lacrar com concreto a instalao at que o nvel de radiao decaia. Os reatores, os suportes metlicos, tubulaes, vlvulas e outros equipamentos relacionados so desmontados pelas duas primeiras opes e, ento, so enviados para depsitos de resduos de baixo teor. O principal problema da desmontagem das usinas nucleares acerca da questo de onde se depositar o lixo radioativo, que incluem no apenas o combustvel nuclear, mas tambm equipamentos e estruturas que esto contaminadas e no podem simplesmente ser descartadas ou reutilizadas. Em relao ao lixo nuclear, pouco se sabe exatamente o que fazer. At o presente momento, cada pas tem utilizado mtodos diferentes, como armazenamento em antigas minas de carvo ou construo de cmaras subterrneas, sendo posteriormente lacradas. O problema at quando havero locais apropriados para tal finalidade, alm dos elevados riscos ambientais associados.

4.5 - USINA ELICA

A energia elica j vem sendo utilizada durante milhares de anos. No passado, sua primeira aplicao era em barcos a vela. Os egpcios j utilizavam velas nas embarcaes para se deslocar no rio Nilo. H cerca de trs mil anos, j se utilizava o vento para movimentar os

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moinhos. Entretanto, durante um longo perodo, essa fonte de energia apresentou pouco progresso. Destaque se d para a Holanda, conhecida pelos moinhos de vento com eixo horizontal. Cerca de vinte mil moinhos estavam em funcionamento neste pas no final do sculo XVIII. Esses equipamentos eram utilizados de diferentes formas, principalmente para drenar gua. Aos poucos, foi se difundido pelos outros pases da Europa. Alguns donos de moinhos at vendiam servios de moagem, o que, de certa forma, pode ser considerado como um dos primeiros empreendimentos energticos. J no sculo XIX, algumas pesquisas eram feitas para se desenvolver geradores de energia utilizando a fora dos ventos. Entretanto, s aps a crise do petrleo de 1973 que a energia elica passou a ter destaque. Antes dessa poca, a maioria dos pases utilizava o petrleo como principal fonte energtica, tanto na forma de combustveis veiculares como para gerao de eletricidade atravs das usinas termoeltricas. Essa forte dependncia foi posta em cheque e, em consequncia, foram feitos fortes investimentos em formas alternativas de gerao de energia e na eficincia energtica. Como j comentado, os trabalhos com ACV comearam a ocorrer durante essa poca tambm. A maioria deles envolvia a questo energtica. Os principais trabalhos em energia dos ventos foram realizados pelos pases europeus. A Alemanha, Dinamarca, Espanha e Itlia foram os que mais aprimoraram no uso dos ventos para gerao de eletricidade. Em alguns destes, as usinas elias eltricas produzem cerca de 20% da energia total do pas. Essa forma de gerao tem tido grande ateno devido ao fato de ser uma das menos poluentes fontes de energia. Por no ser uma fonte de eletricidade constante, no possvel que seja a principal fonte energtica de um pas. Os EUA tambm investiram na energia elica. Muitos parques foram montados. Entretanto, ainda no considerada uma fonte significativa de energia. Como a energia elia ainda est sendo aprimorada, a capacidade de gerao ainda irrisria se comparadas com outras fontes, como hidreltrica e termoeltrica. Poucos lugares permitem o uso do potencial elico, no apenas devido questo de sua disponibilidade, mas por questes de viabilidade e socioambientais. Outra dificuldade que no se podem construir parques muito prximos, pois as turbinas podem interferir no funcionamento e na eficincia das outras. Os maiores geradores atuais esto na faixa de cinco a sete MW. Alm disso, os ventos mais fortes costumam ocorrer nos horrios de menor consumo de energia. Alguns tm proposto o armazenamento dessa energia atravs de conversores qumicos, mecnicos ou eltricos de energia. Entretanto, poucos resultados ainda foram alcanados. Assim, ainda pouco vivel.

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Figura 4.8 Atlas Elico Brasileiro.

Fonte: ANEEL(2005) apud Feitosa (2002), adaptado pelo Autor.

No Brasil, o primeiro parque elico foi montado na ilha de Fernando de Noronha, Pernambuco. Depois, comearam a serem montados diversos outros parques no Pas. Como se pode observar pela figura 4.8, os estados que apresentam maior potencial de gerao elica so Cear, Rio Grande do Norte e Rio Grande do Sul. O governo tem incentivado a diversificao da matriz energtica e o maior uso de fontes renovveis alternativas. Assim, a gerao elica vem crescendo significativamente nos ltimos anos, porm, ainda representa menos de 1% do total de energia eltrica produzida no Brasil. Mas, ainda est amadurecendo no mercado nacional. Existe grande potencial de crescimento.

4.5.1 - CONSTRUO

Na anlise do ciclo de vida de um parque elico, a etapa de construo do parque a maior causadora de danos ao meio ambiente. Por essa razo, realizar uma avaliao do ngulo temporal no seria adequado para essa forma de gerao. Evidentemente, uma etapa inevitvel, porm, quando se leva em considerao os impactos, melhores medidas podem ser tomadas. sempre importante uma apropriada gesto dos recursos, a fim de se minimizar os problemas causados ao ecossistema local e global. Porm, no se pode esquecer que essas regies so sensveis e podem sofrer danos aos quais seja impossvel haver recuperao.

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Antes de se construir uma usina elica, necessrio longo perodo de pesquisa sobre onde se instalar o parque. Geralmente compra-se ou aluga-se um terreno, onde so montadas as torres de medio. Precisa-se, portanto, que seja desmatada certa rea para a instalao destes equipamentos e o transporte do mesmo para o local. Alm de ser necessria manuteno regular, em virtude dos efeitos do clima sobre a estrutura, sendo especialmente necessria para regies litorneas. No Cear, bem como na maioria dos estados brasileiros, as regies onde h maior potencial elico so prximas do mar. Assim, muitos parques so montados em dunas ou em regies de manguezal, bioma comum na regio. Os impactos causados na biota so significativos e, se no houver forte fiscalizao, poucas empresas estaro realmente dispostas a cumprir as medidas de mitigao dos impactos ambientais exigidas pela legislao ambiental. Os principais impactos durante a construo do parque envolvem os causados a rea onde ser construdo o parque. As dunas possuem um ciclo natural, que permite que ela continue a existir. E, apesar de poucas espcies de fauna existirem nas dunas, essa formao geogrfica afeta o ecossistema ao seu redor, tanto no que se refere ao microclima como aos sedimentos que ela fornece. So regies com grande fragilidade. Se no forem tomadas precaues apropriadas, grandes danos podem ser gerados. Na construo de um parque elico, primeiramente precisa-se construir o caminho de acesso para o local. Se j existe, precisar ser alargado e pavimentado, para que se possibilite o transporte de veculos pesados, bem como dos equipamentos e materiais necessrios para a obra. Isso envolve decapagem e, muitas vezes, tambm remoo da camada de terra vegetal. necessria a abertura da plataforma do caminho e a colocao de uma camada de saibro, que um piso constitudo de areia, pedra e argila (PORTUGAL, 2002). Aps essa etapa inicial, so preparadas as estruturas para a manuteno do local e a construo das torres. So feitos aquedutos sob as estradas. Tambm so instalados os cabos eltricos subterrneos que ligaro os aerogeradores s suas respectivas subestaes. Dependendo da forma que realizado, danos ambientais podem ser minimizados ou maximizados. essencial bom planejamento e otimizao, reduzindo as emisses de poluentes e a modificao da geografia local. Por fim, prepara-se a base da torre do gerador, o que envolve a execuo de escavaes e betonagem. Depois, precisa-se preparar uma plataforma provisria para a montagem da torre, a qual dever permitir o deslocamento de gruas e caminhes (PORTUGAL, 2002).

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Ento, so transportadas as peas dos aerogeradores. So produzidas em forma de blocos de tal forma que basta serem montados. So peas grandes e pesadas, envolvendo transporte por meio de longos veculos. E isso, s vezes, fica difcil, pois a maioria das reas onde so montadas os parques de difcil acesso e sem grande infra-estrutura. Por fim, so trazidas as ps e a cabina do gerador. Em paralelo, so montadas as cabines das subestaes, o centro de operaes ou estruturas para outras atividades, como armazenamento de energia ou extrao de gua para uso local ou irrigao. Durante todas essas etapas, deve-se levar em considerao como os materiais resultantes da construo so depositados. Se no devidamente armazenados ou coletados, podem ser transportados atravs do vento, contaminando a regio e, assim, aumentando o seu impacto ao ecossistema local. As ps podem ser construdas com diversos materiais. Geralmente, as ps de menor tamanho so de madeira, alumnio ou ao. Em tais casos, requer significativo consumo de gua, ferro e energia para sua construo. Atualmente, a maioria dos grandes aerogeradores utilizam ps de fibra de carbono, vidro ou Kevlar. As fibras possuem a vantagem da boa resistncia e do baixo peso, o que diminuem os esforos mecnicos e facilita o transporte. Alm de ter propriedade de ser isolante estrutural (UNIOESTE, 2011). No caso da fabricao das ps elicas, grande quantidade de resduo gerada, representando perda de matria-prima. Os materiais utilizados incluem fibra de vidro, madeira balsa, resina epxi, espuma PVC, catalisadores e outros elementos (BINI; ANTUNES; SOTTOVIA, 2011). Normalmente, eles so considerados como sendo no reciclveis, tendo que ser depositados em local apropriado. Existem projetos que envolvem o beneficiamento de alguns destes insumos. No caso da construo off-shore, existem impactos diferentes. Dentre eles pode se citar a alterao da fauna e flora martima, o que pode dificultar a atividade de pesca, a qual constitui a principal fonte de renda de muitos nativos. Alm disso, provavelmente seriam instalados dutos ligando as usinas ao continente. Em alguns casos, necessita-se de espiges ou quebramar, a fim de diminuir o movimento ondulatrio das torres, sendo que todas essas obras causam diversos impactos vida marinha. Alm disso, geram impacto visual, no s devido presena dos parques, mas os reflexos de luz e a sombra causada por eles. Possibilidade de alterar o fluxo migratrio de aves tambm deve ser considerada.

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4.5.2 - OPERAO

O tempo de operao por volta de 25 anos. Essa etapa bem menos impactante do que a construo do parque. Pouca quantidade de GEE liberada. Durante essa etapa, poucas atividades so realizadas num parque elico. Basicamente envolve a manuteno ou a troca de equipamentos. H consumo de leos lubrificantes, mas no so significativos. Poucos funcionrios so necessrios nessa etapa. H, portanto, pequeno fluxo de veculos e pessoas durante seu perodo de operao. O principal impacto o visual, esttico. No caso das torres elicas, as sombras produzidas por ela e pelo movimento das ps podem afetar a fauna local e as pessoas que moram prximo. Existe risco de aves migratrias serem lesionadas por essas estruturas. O mesmo no costuma ocorrer com as aves locais (IEA, 2002). Este fator considerado nos relatrios EIA/RIMA desses empreendimentos. Alm disso, geralmente, h a necessidade de bancos de baterias para armazenar o excesso de energia produzido. Esse tipo de material de difcil deposio, pois contm diversas substncias contaminantes. Algumas turbinas produzem rudo significativo, no apenas devido mquina em si, mas, tambm, em razo do atrito das ps com o ar. Esses equipamentos tambm causam interferncia eletromagntica, devendo, portanto, ser instaladas em locais adequados. Apesar de pequenos impactos ao ecossistema, dependendo da forma de construo, as usinas elicas geram pouca eletricidade. Por exemplo, seriam necessrios 100 turbinas de 3 MW de potencia para produzir quantidade de energia equivalente a uma usina termoeltrica de 300 MW. Quanto mais turbinas e ps, mais danos ao meio ambiente, tanto devido a construo da infra-estrutura e equipamentos, como devido a prpria atividade do parque elico, como danos fauna e flora loca.

4.5.3 - DESATIVAO

A durao de vida mdia de uma turbina elica de cerca de 25 anos. Porm, costuma ser trocada antes, tanto pela questo da segurana como pela constante modernizao dos equipamentos. A desmontagem das peas rpida e fcil. Pode ser necessrio relativo custo para a recuperao paisagstica da regio. Mas, a questo principal so os impactos devido aos equipamentos no reutilizveis.

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As ps e torres podem ser de diversos materiais. As fibras de vidro no podem ser recicladas. Seu tempo de vida, por outro lado, no longo. Quanto ao ao, de mais fcil reutilizao, mas tendo como desvantagem o seu transporte para metalrgicas ou siderrgicas, que geralmente esto localizadas em pontos distantes dos parques.

4.6 - USINA SOLAR

Uma das fontes de energia que tem mais crescido nas ultimas dcadas a solar. Por ser renovvel e no liberar Gases do Efeito Estufa (GEE) quando em operao, tem sido vista como a energia do futuro. Quanto ao seu uso, tem se desenvolvido diversas formas de convert-la em outras formas de energia, como trmica e eltrica. Diversos pases, tanto ricos com em desenvolvimento, tem incentivado o uso desta fonte, principalmente devido a sua fcil instalao e reduzido custo para o caso de regies isoladas. O sol consiste numa gigantesca fonte de energia. considerado praticamente inesgotvel. A vida na Terra depende totalmente desse astro. Alm disso, muitas outras fontes de energia so derivadas da atuao do sol, como a biomassa, a energia dos ventos e das mars, alm do uso direto para aquecimento e gerao de energia eltrica (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005). Cerca de 30% dessa irradiao solar refletida para o espao. E dos 70% restantes, em torno de 47% utilizado para o aquecimento da superfcie da Terra, da atmosfera e dos mares, e 23% so absorvidos na evaporao da gua. Uma quantidade pequena utilizada para a formao dos ventos e das ondas ou absorvida pelas plantas no processo de fotossntese (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005). A converso de energia solar em energia til tem sido feita de diversos modos. Podendo ser convertida diretamente em energia trmica, como, por exemplo, atravs de coletores solares. Utilizando-se clulas fotovoltaicas possvel converter diretamente radiao solar em energia eltrica. Atravs de concentradores solares feitos de espelhos facetados, possvel aquecer a elevadas temperaturas algum fluido e utiliz-lo num processo similar a de uma termoeltrica a vapor, gerando eletricidade. Em todos os casos, a eficincia ainda baixa, geralmente, 15% ou menos. Muitos equipamentos e tcnicas tm sido desenvolvidos para aproveitar a energia trmica do sol. Esta pode ser usada a baixas ou altas temperaturas. O sistema solar ativo consiste na aplicao direta da irradiao solar para o aquecimento. H milnios utiliza-se o calor solar

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para evaporar a gua do mar e obter o sal, por exemplo. Em algumas regies do Oriente Mdio, aproveita-se dessa energia para dessalinizao da gua, no apenas a do mar, mas tambm a gua salobra dos poos, a fim de obter gua potvel. Em muitos pases de clima frio, utilizam-se coletores solares para o aquecimento de gua. Ela ento utilizada para uso geral ou combinada com radiadores para o aquecimento do ambiente interno. Quando aplicado em larga escala, consiste numa forma alternativa de gerao de energia, pois reduz o consumo energtico devido a chuveiros e aquecedores eltricos. Consequentemente, reduzida a demanda da gerao de energia, abrindo espao para a entrada de mais consumidores sem necessitar construir novas fontes de gerao. Assim, no final, abrandam os impactos ambientais ocasionados por tais obras. A energia trmica solar pode ser aproveitada indiretamente. Coletores solares espelhados podem concentrar a radiao em um nico ponto, o que gera elevadas temperaturas. Assim, possvel aquecer algum fluido para entrar em um ciclo termodinmico e gerar eletricidade. Algumas aplicaes envolvem a vaporizao de algum lquido para movimentar a turbina a vapor. Outro meio seria aquecer algum fluido, que posteriormente seria utilizado para aquecer a gua e gerar vapor, movimentando uma turbina. Existem diversos projetos em desenvolvimento e aplicados no mundo. Um exemplo conhecido so as usinas com sistema de converso heliotermoeltrico de receptor central ou Torres de Potncia. Existem equipamentos desse tipo instalados nos EUA, Israel, Kuwait e Espanha. A eficincia mdia dessa forma de gerao em torno de 20%, mas necessrio o uso de grandes extenses de terra para obter potncia considervel. Outro mtodo de converso da energia solar por meio de discos parablicos. Esses discos deslocam-se na direo do sol, concentrando os raios luminosos em um ponto focal, no qual passa o fluido a ser aquecido, para gerar vapor para girar uma turbina. Sua eficincia maior, pois ao invs de haver um nico foco, cada parablica tem seu prprio ponto focal, tornando seu raio de concentrao mais significativo. Assim, possvel obter temperaturas elevadas, acima de 1500 C. Na Paraba, existe um projeto de uma usina termo solar de 50 MW no municpio de Coremas, associada com uso da biomassa (resduos de coco). A rea ocupada de 400 hectares. Outra forma por concentradores solar cilndrico parablico. Ao invs de um ponto focal, existe uma linha focal, onde a energia concentrada em um tubo contendo o fluido que ser utilizado no processo de converso termeltrico. Neste caso, os painis acompanham o sol em uma nica direo.

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Figura 4.9 Diferentes tipos de converso de usinas solares.

Fonte: Silva, 2011, adaptado pelo Autor.

Outra forma de aproveitamento da energia solar por sistemas solares passivos. Isso quer dizer que, por meio de projetos arquitetnicos eficientes, absorve-se a energia diretamente. Por exemplo, utiliza o prprio ar ambiente para coletar energia, ou aproveita-se da luz solar e da circulao de ar. Assim, h reduo do consumo de energia na iluminao e ventilao. Prdios com fachada de vidro funcionam como estufa, o que gera reduo no consumo de aquecedores em regies de clima frio. No que tange ao uso de energia solar, a forma de convert-la que tem mais se destacado nas ltimas dcadas a fotovoltaica. As principais razes so sua fcil instalao e a reduo do seu custo. Foi desenvolvida durante a Corrida Espacial, pois era necessria uma fonte confivel de energia para os satlites. Atualmente, so muito aplicadas em sistemas rurais isolados para bombeamento de gua, iluminao, dentre outros. Tem sido utilizado em retransmissores e em dispositivos marinhos. Alm disso, produtos como relgios e calculadoras possuem pequenas clulas fotovoltaicas, aumentando o tempo de vida das baterias.

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Figura 4.10 Usina solar em Tau.

Fonte: Vidrado, 2011, adaptado pelo Autor.

As placas fotovoltaicas convertem diretamente radiao solar em energia eltrica. Elas so baseadas no efeito fotoeltrico. Existem diversos tipos de clulas desenvolvidas e em experimento. Utilizam-se materiais semicondutores, que quando atingidos pela luz visvel, liberam eltrons para a banda de conduo. O material mais empregado o silcio cristalino, que encontrado na areia. Quando puro, um mal condutor. Entretanto, se adicionar impurezas, age como um semicondutor. Ao ser inserido fsforo, o cristal apresentar eltrons livres ou material portador de cargas negativas. Se dopado com elemento boro, haver lacunas na estrutura, que pode ser considerado como cargas positivas. Quando se junta os dois tipos de semicondutores, forma-se a juno NP. Um campo eltrico formado devido aos eltrons que fluram para as lacunas do silcio tipo P. Quando incidido pela luz solar, os ftons fornecem energia para que os eltrons do silcio possam ir para a camada de conduo, fluindo da camada P para a camada N. Caso seja ligado a um circuito externo, h um fluxo de corrente. Assim, gera-se energia (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005). Uma nica juno NP gera uma pequena diferena de tenso (em torno de 0,4 a 0,7 volts). Por isso, vrias clulas so associadas em srie e em paralelo para fornecerem tenso e

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correntes suficientes para atuar como suprimento de energia. A maioria dos painis fotovoltaicos ligada a banco de baterias, a fim de ser armazenar energia para os horrios de no funcionamento. Se no, aplicado diretamente para alimentar equipamentos por meio de inversores. Quando utilizado para fornecimento da rede eltrica publica, necessita-se da instalao de inversores, que convertem tenso continua para tenso alternada. Em tais casos, tambm se pode utilizar banco de baterias. No estado do Cear, existem diversos lugares isolados que utilizam painis fotovoltaicos para auxiliar no fornecimento de energia. Existem projetos de aplicar clulas fotovoltaicas para a iluminao pblica. Alm disso, merece destaque a construo, no Cear, da primeira usina fotovoltaica, com potncia instalada de 1 MW. Ela est localizada no municpio de Tau, na regio sudoeste do estado (VIDRADO, 2011).

4.6.1 - CONSTRUO

O uso da energia fotovoltaica apresenta muitas vantagens do ponto de vista ambiental. Mas, precisa ocupar uma enorme rea para poder obter um nvel significativo de produo. Assim, lotes gigantescos seriam necessrios para se gerar quantidade equivalente a uma termoeltrica. Apesar disso, grandes aprimoramentos tm sido realizados. Destaca-se tambm a cogerao, ou seja, aproveitar a energia solar para converter em outras formas de energia que no eltrica. A etapa de construo envolve a preparao do solo. A maioria das regies onde se planeja instalar usinas termo solares ou fotovoltaicas so isoladas, de clima rido e com pouca capacidade para agricultura. Portanto, com pouco potencial de utilizao, o que diminuem os problemas com questes sociais. A primeira etapa da construo envolve preparar o terreno para a instalao dos equipamentos. O solo aplainado e aterrado, se necessrio. Dai, so preparadas as bases dos painis solares, das torres, da subestao, da casa de operao e do controle. Se for termo solar de torre central, precisa-se construir uma base firme com toda a estrutura para o aproveitamento trmico do fluido que ser aquecido. A torre de controle ser o local que enviar comandos para as mquinas que inclinaro os espelhos de acordo com o movimento do sol. Estradas para o acesso ao local tambm so necessrias. O local para a estocagem de resduos da construo deve ser preparado de acordo com as condies climticas. Por exemplo, em regies ridas pode haver muita ventania, po-

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dendo transportar produtos para regies distantes, gerando contaminao e impactos a fauna local. Grande fluxo de veculos ocorre durante essa etapa. Dependendo da dimenso da usina, podem ser necessrios caminhes pesados, como gruas. Em relao aos equipamentos necessrios para a usina, vai depender da forma de gerao. Se for termo solar, sero necessrios painis espelhados e mquinas para moviment-las ao longo do dia. A construo dos painis envolve uso de grande quantidade de gua e eletricidade. Em relao s mquinas, na maioria dos casos, so de mdio porte. Alm disso, so necessrios dispositivos de controle e cabeamento, interligando-os. Recomendam-se utilizao de redes subterrneas devido s elevadas temperaturas na regio. No caso de painis fotovoltaicos, necessria a obteno do silcio e sua purificao. Este material encontrado na areia. Para separ-lo, so necessrios fornos a arco. Estes consomem grande quantidade de energia eltrica. Ento, diversos mtodos so utilizados para a purificao do monocristal de silcio. Para a fabricao das clulas solares, vrias etapas so necessrias, como preparao da superfcie, dopagem, formao da juno, revestimento, entre outros (SHERWANI; USMANI; VARUN, 2010). Alguns desses processos envolvem aplicao de materiais perigosos similares aos utilizados na produo de outros dispositivos semicondutores, como o uso de solventes e do selnio de hidrognio (GUENA, 2007). As clulas individuais so ento interconectadas em srie ou em paralelo. So preparados mdulos contendo entre 20 e 40 clulas, sendo que cada mdulo pode conter de 3 a 5 colunas de clulas em srie, a fim de obter o nvel de tenso desejado. Se forem clulas circulares, a densidade baixa. No caso de clulas em formato quadrado ou hexagonal, h maior aproveitamento da rea do painel.

4.6.2 - OPERAO

Durante operao, no so liberados poluentes no processo direto. Quanto a danos indiretos, destacam-se os efeitos sobre regio ocupada e as baterias consumidas durante seu perodo de funcionamento. No caso de usinas termo solares, necessria grande quantidade de gua e de fluido para a converso energtica. Alm disso, dependendo da regio, torna-se necessria maior ou menor manuteno dos equipamentos. Por outro lado, costumam ser equipamentos bastante resistentes. A maioria das usinas de energia solar se localiza em regies desrticas ou quase desrticas, onde, geralmente, h maior incidncia solar. Porm, existe a desvantagem de se localizar

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longe dos centros urbanos. Assim, so necessrias longas linhas de transmisso, o que geram impactos ambientais e perdas eltricas. Alm disso, existem efeitos negativos em decorrncia da sombra gerada, que certamente afeta a fauna e flora local, principalmente em regies com maior presena destes. O mais danoso elemento presente nas usinas a bateria. As mais baratas so feitas com chumbo-cido, enquanto que as que utilizam nquel-cdmio apresentam custo bem mais elevado. Em todos os casos, os potenciais impactos de tais elementos elevado. Mesmo que levados a locais apropriados para sua deposio, o processo produtivo gera diversos impactos, como uso de recursos naturais, emisso de diversos resduos qumicos. Deve-se considerar a forma como as empresas fornecedoras manufaturam tais equipamentos, procurando, de preferncia aquelas com certificados ambientais.

4.6.3 - DESATIVAO

No que se refere aos painis, so de fcil remoo e reciclagem. Alm disso, apresentam materiais como vidro, que apesar da demora em se decompor, so inertes. Isso quer dizer que, quando livres no meio ambiente, no contaminam e nem reagem com outros elementos. Assim, no contaminam o solo. Os outros equipamentos ou partes deles costumam ser de fcil reciclagem e deposio. O maior problema se encontra nos bancos de baterias empregadas. A destruio das baterias que contenha cdmio e outros elementos pode causar enormes danos ao meio ambiente. necessrio considerar a forma como isso realizado para completar a avaliao dos impactos causados. Por outro lado, os mdulos podem ser reciclados, minimizando os impactos ambientais decorrentes da sua inadequada deposio. 4.7 CONSIDERAES FINAIS

Assim, foi possvel verificar que no estudo da ACV o sistema de produto das fontes de energia envolve o servio de gerao de eletricidade. Existem diferentes abordagens da ACV para tal atividade, mas a mais usual consiste na temporal, que analisa os impactos associados as etapas de construo, operao e desativao de usina eltrica. No caso das usinas termoeltricas, apresenta mais impactos na etapa de operao, pois libera quantidade elevada de resduos, principalmente emisses atmosfricas. As usinas nu-

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cleares apresentam a vantagem de polurem pouco durante as etapas de construo e operao. Entretanto, possui como maior desvantagem os resduos radioativos. A construo dos parques elicos a parte mais danosa de uma usina elica. O processo de fabricao das ps elicas, geralmente feitas com fibra de vidro, libera grande quantidade de resduos txicos. As usinas solares apresentam diversas vantagens do ponto de vista ambiental. Porm, sua produo no suficiente para suprir grandes centros urbanos e no possvel gerar energia durante a noite. Alm disso, ocupa grande rea de terra.

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1 INTRODUO

Desde o inicio da civilizao, os seres humanos tem de alguma forma alterado o meio ambiente. Essas alteraes foram se acentuando com o desenvolvimento, deixando de serem danos ambientais locais para serem impactos de escala global. Muitos desses, to danosos a ponto de arriscar a prpria existncia da vida na Terra. Tendo em vista essa problemtica, a importncia de um desenvolvimento sustentvel tornou-se evidente. As primeiras sociedades organizadas consistiam de grupos nmades. As atividades desses grupos causavam pequeno impacto natureza, fceis para o prprio ecossistema se recuperar. Pode-se dizer assim, que desde a existncia humana, essa foi uma das pocas nas quais menos a humanidade destruiu o meio ambiente. Entretanto, os grupos deixaram de ser nmades para virar sedentaristas. Desenvolveu-se a agricultura e com o excesso de energia proveniente desta, foi possvel sustentar o crescimento de cidades e civilizaes. A partir da, os impactos ambientais se tornaram mais significativos, pois se exigia mais produtos, como madeira e cobre. Assim, muitas reas passaram a ser desmatadas. Evidentemente, no se preocupavam com a possibilidade das florestas desaparecerem ou os recursos se extinguirem. No caso de ambientes ecolgicos menos favorveis cultura de cereais, utilizou-se animais como mecanismo de converso energtica, como no caso da criao de ovelhas em montanhas, no uso de cavalos nas estepes asiticas, de camelos nas reas ridas do norte da frica. Tambm se passou a utilizar a energia do vento para a navegao. Mas a fonte principal de energia foi a escravido. Destacadamente nas civilizaes gregas e romanas, o uso de escravos tornou-se essencial para sua prpria existncia. Praticamente 80% da populao grega consistiam de mo-de-obra escrava. No imprio romano, a situao permaneceu parecida. Alm disso, Roma devastou diversas florestas e montanhas para obter os bens necessrios para abastecer a demanda tanto em atividades essenciais, como a militar e construo civil, como em no essenciais, interesses frvolos. Vale ressaltar que um dos principais fatores que enfraqueceram o imprio romano foi justamente a escassez de escravos, ou seja, sua principal fonte energtica. Durante a idade mdia, destaca-se o uso diversificado de energia na China. Essa civilizao apresentou elevado progresso em comparao com a Europa medieval. O modelo energtico chins consistia principalmente do uso da fora fsica de homens e mulheres, trao

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animal, uso da energia hdrica e elica, biomassa, lenha e, quando esta se tornou escassa, fezse amplo uso do carvo mineral, abundante na regio. No perodo da idade mdia na Europa, as principais fontes energticas eram bioconversores, como lenha e carvo vegetal. Entretanto, devido ao extensivo uso de madeira nas mais diversas atividades e a expanso das fronteiras agrcolas, enormes reas de florestas foram devastadas, ocasionando srias dificuldades no suprimento de madeira e lenha. Nessa era, desenvolveu-se gradualmente o uso de moinhos hidrulicos e a vento. Estes eram bastante utilizados na moagem de cereais, sendo cobradas taxas para fazer uso dele. Em alguns pases, como a Holanda, eles foram tambm utilizados como bomba hidrulica para se drenar a gua do mar e construir diques, a fim de se cultivar reas parcialmente alagadas pelo mar. Assim, essas atividades podiam ser consideradas como sendo um dos primeiros empreendimentos capitalistas energticos (TESSMER, 2002). Na Revoluo Industrial, a principal fonte energtica era o carvo. Na Inglaterra, que no produzia suficiente carvo vegetal e compensava importando, passou a utilizar o carvo mineral. A populao urbana cresceu vertiginosamente, principalmente nos entornos das indstrias, as quais se localizavam prximas das minas de carvo. A poluio atmosfrica e dos rios, que ocorria de forma pontual, com o processo de urbanizao, cresceu vertiginosamente. Com o desenvolvimento do uso da eletricidade, foi possvel a criao de enormes parques industriais e o crescimento de cidades populosas. A maioria dos pases adotou os modelos de desenvolvimento europeus e americanos, destacando-se o crescimento econmico, sem levar em conta os impactos ambientais ou escassez dos recursos. Entretanto, a matriz energtica mundial essencialmente baseada em combustveis fosseis no renovveis (petrleo, carvo, gs natural). O problema pode ter sido esquecido, mas no desaparecido. Assim, a partir da dcada de 60, comearam alguns movimentos e estudos acerca dos impactos ambientais. Notava-se que os recursos no durariam para sempre e que os danos ao meio ambiente poderiam ser irrecuperveis. Mas no possvel simplesmente acabar com todas as indstrias e usinas. Muitos benefcios sociais foram provenientes delas. Entretanto, no era mais possvel negar que o ser humano estava destruindo o planeta. Assim, em 1972, a ONU promoveu a Conferncia sobre o Meio Ambiente em Estocolmo. No mesmo perodo, foi publicado o estudo Limite de Crescimento, o qual destacava que, mantidos os nveis da poca de industrializao, poluio ambiental, produo de alimentos e explorao dos recursos naturais, haveria um limite de crescimento de no mximo 100 anos. Aps o qual haveria repentina diminuio populacional e industrial.

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No ano de 1987, a Comisso Mundial da ONU sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento (CNUMAD, sigla em portugus) apresentou um relatrio intitulado Our Common Future (Nosso Futuro Comum), conhecido como Relatrio Brundtland. Nele destacou-se o termo desenvolvimento sustentvel. A definio mais aceita para desenvolvimento sustentvel o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da gerao atual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras geraes (WWF, 2011). Crescimento econmico deixou de ser a mesma coisa de desenvolvimento. O primeiro no contabiliza os impactos socioambientais e os danos causados que poderiam comprometer a existncia das geraes futuras. Em 1992, ocorreu no Brasil a Eco 92 (Rio 92 ou Cimeira da Terra), quando se abordou de forma pertinente as questes relacionadas ao meio ambiente. Foi aceito que grande culpa dos danos ambientais era devido aos pases desenvolvidos. Enfatizou-se a importncia do desenvolvimento sustentvel. Interessante notar como o tema se tornou mais familiar no Brasil. Tendo em vista tais mudanas nos conceitos de desenvolvimento econmico e crescimento econmico, muitas leis foram sancionadas a fim de se reduzir os impactos causados ao meio ambiente. A legislao ambiental brasileira ainda nova, se comparada com a dos pases europeus e dos Estados Unidos. Entretanto, como estes pases tem exigido dos produtos importados diversas certificaes ambientais, muitas indstrias tem procurado aplicar diversas normas internacionais nesse mbito. Entre alguns dos certificados ambientais, a Avaliao do Ciclo de Vida (ACV) vem ganhando destaque. Seu enfoque no a avaliao dos custos, mas uma anlise mais profunda dos impactos ambientais. O enfoque tradicional das anlises ambientais no processo. Enquanto que a ACV faz-se uma anlise do produto, verificando seus efeitos no meio ambiente desde sua origem at sua deposio, ou seja, avaliar a histria do produto. Mas, no se pode considerar que a ACV seja completa ou que possa substituir outros mecanismos de avaliao dos danos ambientais, como o Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e o Relatrio de Impacto Ambiental (RIMA). Ela deveria ser utilizada em conjunto. Este trabalho apresentar a metodologia da ACV, enfocando seu uso na avaliao de danos causados pelas principais formas de gerao de energia eltrica no estado do Cear. Para tanto, ser feita a reviso geral do licenciamento ambiental brasileiro. Em seguida, sero apresentadas as caractersticas bsicas da ACV e como este pode ser aplicado no estudo das fontes energticas cearenses. O foco do trabalho ser nos impactos relacionados com as usinas termoeltricas, solares, centrais nucleares e parques elicos. Esses impactos podem se tornar o escopo de estudo de futuras pesquisas relacionadas com a ACV.

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Neste captulo foi feito uma breve reviso do desenvolvimento da obteno de energia. O ser humano tem procurado os mais diversos meios para obter energia para sustentar a si mesmo e a sociedade em que convive. Com o crescimento populacional e aumento das fontes poluidoras, os impactos ambientais passaram a ser relevantes. Na segunda metade do sculo XX, cresceu a preocupao com o futuro do meio ambiente e da sociedade. Ento, se comeou estudar o desenvolvimento sustentvel e tambm a Avaliao do Ciclo do produto. Esta ganhou impulso devido crise do petrleo de 1973. Muitas leis ambientais foram desenvolvidas desde ento. No captulo 2 ser analisada a estrutura bsica do licenciamento brasileiro atual. Quando se planeja montar um empreendimento que possa gerar danos significativos, necessrio que se obtenha a Licenas Prvias (LP), a Licena de Instalao (LI) e a Licena de Operao (LO). Tambm exigido em atividades de maior porte o Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e o Relatrio de Impactos ao Meio Ambiente (RIMA). No captulo 3 introduzido o conceito de Avaliao de Ciclo de Vida (AVC). Esta uma metodologia de gesto ambiental. Seu diferencial est no fato de se focalizar no sistema de produto, ou seja, em todas as etapas que esto relacionadas com um produto. Estas envolvem a extrao dos recursos naturais, transporte, manufatura, reciclagem e deposio. Atravs dessa forma de avaliao, possvel ter uma viso holstica ou sistmica do produto, identificando danos significativos ao ecossistema que no seriam considerados no licenciamento ambiental tradicional, que foca o sistema de produo, ou seja, a atividade de manufatura do bem ou a prestao de um servio. No captulo 4 so apresentados aspectos principais do ciclo de vida de quatro formas de gerao eltrica no Cear. Neste caso, o sistema de produto consiste no servio de fornecimento de energia eltrica. A metodologia comum de realizar a ACV em tais situaes considerar o ciclo de vida temporal, ou seja, englobando a construo da geradora, sua operao e posterior deposio ou desativao. As fontes de gerao estudadas foram as usinas termoeltricas, centrais nucleares, parques elicos e usinas solares. Estas formas de gerao de energia eltrica ou j esto em operao no estado do Cear ou apresentam potencial de serem construdas. No caso de outras formas de gerao de eletricidade, como Pequenas Centrais Hidreltricas, apesar de existir uma no aude Araras e projetos de uma no aude Castanho, no apresentam potencial de crescimento relevante. Na concluso do trabalho, so feitas as consideraes finais sobre o estudo realizado e apresentada algumas sugestes para futuros trabalhos relacionados ACV.

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2 - LICENCIAMENTO AMBIENTAL

2.1 - CONSIDERAES INICIAIS

Este captulo apresenta uma breve descrio das caractersticas do licenciamento ambiental existentes no Brasil. Ser introduzida a metodologia bsica da Avaliao de Impactos Ambientais (AIA), bem como seus principais documentos, Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e o Relatrio de Impacto Ambiental (RIMA). Por meio dessa reviso, ser possvel verificar de forma mais clara as diferenas existentes entre os focos da metodologia tradicional da anlise dos impactos ambientais e a Avaliao do Ciclo de Vida (ACV), analisada posteriormente.

2.2 - CONCEITOS E CARA