O APROVEITAMENTO DA ENERGIA MAREMOTRIZ NA MATRIZ

ENERGTICA

Autor: Antonio Carlos Barkett Botan

Mestrando em Engenharia de Energia - UNIFEI

Orientador: Prof. Dr. Geraldo Lucio Tiago Filho

Diretor do Instituto de Recursos Naturais - UNIFEI

Resumo

O Brasil um pas que apresenta uma grande potencial energtico proveniente de fontes renovveis hdricas. Contudo, apesar da

grande abundancia dessa matriz energtica, o pas aproveita apenas cerca de 30% do potencial energtico disponvel, sendo desta

parcela considerado apenas fontes hdricas provenientes de rios, representados por grandes e pequenas centrais hidreltricas.

parte disto, a energia potencial proveniente das mars no so aproveitadas, visto que uma fonte de energia previsvel e que

poderia fazer parte do quadro de fontes de energia disponveis em operao no pas. O presente trabalho vem a apresentar um

estudo de aproveitamento da energia potencial das mars previsvel e que poderia auxiliar na gerao de energia eltrica, inclusive

nos horrios de ponta de consumo de energia.

Palavras-chave: previso de demanda, energia maremotriz, gerao de energia eltrica.

A Matriz Energtica Nacional

Produo de Energia Primria

Fontes

No-renovveis Renovveis

Petrleo Gs natural

Carvo vapor e carvo metalurgico

Uranio

Energia hidrulica Lenha

Produtos da cana-de-aucar

Outras fontes

A Energia Eltrica

A gerao de energia eltrica no Brasil em centrais de servio pblico e

autoprodutores atingiu 531,8 TWh em 2011, resultado 3,1% superior ao de 2010.

Grfico 1 - Oferta Interna de Energia Eltrica por Fonte 2011. (Fonte: BEN 2012)

Grfico 2 Capacidade instalada de gerao eltrica. (Fonte: BEN 2012)

Energia Maremotriz

Previsibilidade

Grande disponibilidade territorial

Tecnologia em ascenso

Fatores favorveis ao emprego das marmotrizes:

Previsibilidade das mars

Ocorrem cada 12:25 horas

Sua previso astronmica pode ser verificada atravs de tbuas de mar no site

da Marinha Brasileira

A previsibilidade das mars podem ser afetadas significativamente pelas

condies meteorolgicas no local: aumento da presso atmosfrica ou ventos

soprando da terra para o mar podem reduzir os nveis de mars, por exemplo.

Alm dos aspectos meteorolgicos, as caractersticas geomorfolgicas da costa

tambm representam um papel importante na modelagem das mars.

Tabua de mars

https://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/

Aproveitamento da Energia Marmotriz

Energia Potencial

Energia Cintica

Estudo de caso: Esturio do Bacanga

Em 1968, no estado do Maranho, foi construda uma barragem sobre o rio Bacanga

com o principal objetivo de diminuir a distncia da capital So Lus ao porto de Itaqui. O

aproveitamento da energia das mars foi vislumbrado na poca da construo da

barragem, fortemente influenciado pela construo da usina de La Rance na Frana em

1966.

Segundo Ferreira (2007),

atravs de um levantamento

de dados batimtricos no

esturio, o trecho a montante

que compreende desde a

barragem at o estreitamento

do rio tem uma rea de 2,6

km, e a jusante a rea de 3,8

km.

Objetivo do Trabalho

Apresentar atravs da energia potencial de mars para o caso de Bacanga, a

viabilidade de se inserir este aproveitamento de energia renovvel na matriz

energtica nacional no auxlio da demanda de energia eltrica.

Metodologia Atravs das tabuas de mar com previso para todo o ano de 2013, pde-se traar o perfil da amplitude de mars na costa de So Luis-MA.

dia Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

1 4,80 5,25 5,95 5,40 4,90 4,10 3,55 2,95 3,35 3,95 5,10 5,30

2 4,75 4,85 5,65 4,70 4,40 3,85 3,40 3,15 3,80 4,40 5,30 5,90

3 4,55 4,50 5,15 4,40 4,05 3,85 3,35 3,50 4,25 4,85 5,80 6,25

4 4,40 4,30 4,70 4,10 4,05 3,95 3,50 3,80 4,55 5,20 6,10 6,45

5 4,20 4,35 4,25 4,15 4,20 4,05 3,70 4,15 4,95 5,60 6,30 6,45

6 4,30 4,70 4,15 4,50 4,45 4,10 4,05 4,30 5,25 5,85 6,20 6,30

7 4,60 5,15 4,35 4,85 4,60 4,35 3,95 4,60 5,55 6,05 5,90 5,85

8 5,05 5,50 4,75 5,15 4,90 4,20 4,15 4,85 5,65 5,95 5,45 5,20

9 5,45 5,75 5,20 5,30 4,70 4,15 4,30 5,05 5,60 5,65 4,85 4,60

10 5,60 6,05 5,50 5,15 4,60 4,20 4,40 5,15 5,35 5,15 4,40 4,25

11 6,10 6,10 5,70 5,15 4,50 4,20 4,60 5,15 4,85 4,50 4,20 3,95

12 6,35 6,00 5,75 4,90 4,35 4,15 4,60 4,95 4,35 4,20 4,25 3,90

13 6,40 5,65 5,60 4,65 4,15 4,10 4,55 4,60 4,20 4,15 4,55 4,05

14 6,15 5,15 5,35 4,35 4,00 3,90 4,35 4,40 4,20 4,50 4,80 4,15

15 5,80 4,60 5,00 3,90 3,75 3,75 4,30 4,25 4,65 4,95 4,90 4,10

16 5,15 3,85 4,55 3,50 3,40 3,80 4,10 4,30 5,10 5,25 4,70 4,30

17 4,45 3,40 3,90 3,20 3,30 3,75 4,20 4,75 5,60 5,55 4,85 4,35

18 3,75 2,75 3,25 2,75 3,15 4,15 4,50 5,25 5,85 5,40 4,80 4,30

19 3,20 2,55 3,00 2,80 3,50 4,65 5,00 5,70 6,00 5,45 4,60 4,40

20 2,85 2,70 2,45 3,25 4,00 5,10 5,45 6,15 6,00 5,25 4,50 4,35

21 2,80 3,15 2,65 3,85 4,65 5,65 5,90 6,25 5,75 5,05 4,25 4,25

22 2,95 3,70 3,10 4,50 5,20 6,10 6,30 6,30 5,45 4,65 3,95 4,10

23 3,35 4,05 3,65 5,05 5,70 6,25 6,40 6,15 4,95 4,30 3,60 3,85

24 3,60 4,60 4,35 5,80 6,15 6,45 6,45 5,75 4,40 3,85 3,25 3,60

25 4,00 5,10 4,95 5,95 6,25 6,45 6,25 5,15 3,75 3,25 3,10 3,50

26 4,45 5,45 5,35 6,30 6,50 6,30 5,90 4,55 3,10 2,80 3,05 3,45

27 4,75 5,85 5,85 6,50 6,40 5,85 5,30 3,75 2,50 2,50 3,40 3,85

28 5,10 6,00 6,15 6,40 6,15 5,25 4,55 3,05 2,45 2,80 3,85 4,35

29 5,30 6,35 6,05 5,70 4,50 3,85 2,70 2,70 3,30 4,40 4,90

30 5,50 6,25 5,50 5,10 4,10 3,40 2,55 3,35 3,95 5,00 5,45

31 5,45 5,90 4,60 2,95 2,90 4,50 5,80

Tabela 1. Altura mdia diria de mar

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

5,000

5,500

6,000

6,500

7,000

5% 15% 25% 35% 45% 55% 65% 75% 85% 95%

Alt

ura

da

mar

(

m)

Permanncia %

Hm = 4,65m

Segundo Ferreira (2008), o potencial energtico do movimento das mars ao longo de

um perodo de mar de 6,2 horas, pode ser calculado pela seguinte expresso

demonstrada na equao 1:

(1)

Onde: P= potencia hidrulica da mar (kW) A = rea do reservatrio em km; H = altura de mar em m; h = altura de queda em m; g = acelerao da gravidade em m/s; m = massa da gua do mar em kg; T = perodo da mar em s.

Da equao 1, para o caso em questo,

pode-se determinar:

Aplicando a equao 1 para a rea montante do esturio do Bacanga em 2,6 km na

frequncia de 50% obtida na curva de permanncia onde a altura de mar mdia de

4,65 m, tem-se que a potencia disponvel no movimento da mar em 12.650 kW.

Para o turbinamento deve-se considerar a rea do canal de passagem do oceano ao

esturio/reservatrio, e com o valor da vazo em funo da altura de mar calcula-

se a potencia hidrulica do sistema. A potencia hidrulica considerada na usina

dada pela equao 2 (Ferreira, 2007):

Onde: Zmar: cota mxima equivalente mar de frequncia (m); Zres: cota do reservatrio (m); m: massa especfica da gua do esturio/reservatrio.

(2)

Segundo Macintyre (1983), Bernshtein introduziu o conceito de energia potencial

anual aproveitvel, isto , o trabalho realizado durante um ano pela mar de uma

dada bacia para elevar e baixar o nvel. A equao deduzida por Bernshtein

apresentada na equao 3:

(3) kWh/ano

Com isto, determina-se que a Energia Potencial das mars na bacia deste estudo,

na ordem de 68.237.845 kWh/ano, ou 68,238 GWh/ano.

Concluses

Os dados analisados e os resultados obtidos neste trabalho so valores mdios para uma breve

avaliao do panorama energtico que poderia ser obtido pelo uso da energia das mars no

Brasil. As maiores incidncias de valores considerveis para a gerao de energia maremotriz no

Brasil so advindas da regio Norte e Nordeste do pas. Mas pelo resultado obtido para meio

ciclo (6,2 horas considerando apenas a preamar com operao em simples efeito) de 12.650 kW

apenas na costa de So Luis, resultaria em valor dirio de aproximadamente 50.600 kW com

operao em duplo efeito.

So valores bastante considerveis, o que auxiliaria muito a matriz energtica limpa nacional.

Devido sua frequncia e previsibilidade, a insero da energia maremotriz na matriz teria papel

importante no auxlio s grandes hidreltricas, diminuindo o papel das termoeltricas que

operam a 100%, quando deveriam operar apenas nos horrios de ponta.

Referncias Bibliogrficas

EPE [Empresa de Pesquisa Energtica]. Balano Energtico Nacional 2012 Relatrio Final. Nota Tcnica. EPE. Rio de Janeiro, 2012.

FERREIRA, R. M. Aproveitamento da Energia das Mars - Estudo de Caso: Esturio do Bacanga, MA. Dissertao do programa de

Ps-Graduao de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2007.

FERREIRA, R. M., ESTEFEN, S. Aproveitamento da Energia das Mars para a Gerao de Eletricidade - Usina Maremotriz Do

Bacanga. Revista PCH Notcias & SHP News, ano 9, N 38, 2008.

JOG, M. G. Hydro-Electric and Pumped Storage Plants. John Willey & Sons, pag. 133-185, 1989.

LIMA, S. L., SAAVEDRA, O. R., BARROS, A. K., CAMELO, N. J. Projeto da Usina Maremotriz do Bacanga: Concepo e Perspectivas.

Disponvel em acessado em

20/02/2013.

MACINTYRE, A. J. Maquinas Motrizes Hidrulicas. Cap. 12, pag. 269-297. Guanabara Dois, 1983.

NETO, P. B. L., SAAVEDRA, O. R., CAMELO, N. J., RIBEIRO, L. A. S., FERREIRA, R. M. Explorao de Energia Maremotriz para Gerao

de Eletricidade: Aspectos Bsicos e Principais Tendncias. Ingeniare - Revista Chilena de Ingeniera, vol. 19 N 2, pp. 219-232,

2011.

Obrigado!