Usina maremotriz

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  • Publicado : 24 de fevereiro de 2013
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Em busca de alternativas de produção de energia elétrica, estudaremos o aproveitamento das variações das marés em lugares onde a diferença entre as marés alta e baixa é grande. Podemos citar como exemplo, e que servirá de base para o nosso estudo, a Baía de Fundy, nos Estados Unidos da América do Norte. A variação média nessa baía situa-se em 12 metros, podendo chegar a 17 metros entre as marésextremas.
Na citada Baía de Fundy (entre New Brunswitch e Nova Escócia), freqüentemente o nível da maré se eleva à razão de 3,1 cm por minuto. Por séculos a maré tem regido a vida do povo que habitava e habita ao longo da costa de Fundy e muitos colonos, já em 1609 construíram moinhos movidos a força das marés.

Neste século, o sonho é o aproveitamento das marés para gerar energia elétrica.As usinas que aproveitam as variações de nível entre as marés alta e baixa são chamadas de usinas maremotrizes. Para se aproveitar energia das marés constroi-se uma barragem num local mais conveniente, onde seu comprimento seja o menor possível instalando comportas e turbinas apropriadas.

Quando a maré esta subindo abrem-se as comportas e a água é represada com o fechamento das mesmas quando amaré estiver num ponto mais alto. Após o recuo da maré até um determinado nível, se solta a água represada através das turbinas, gerando energia elétrica.

Calcula-se que o fluxo total das marés através da Baía de Fundy pode teoricamente gerar 400 milhões de kWh os quais seriam equivalentes à produção de 250 grandes usinas nucleares. Utilizando-se somente uma pequena parte do seu potencial,poderá produzir energia suficiente para ajudar significativamente no atendimento da demanda do leste dos EUA.

O governo da Nova Escócia, do Canadá, já construiu uma usina de teste, no interior da Baía de Annapolis Royal, que tem a capacidade geradora de 20000 kWh. Na Baía de Fundy, estão sendo examinados três locais para a construção de uma barragem comercialmente viável. No maior desses projetospropostos em Minas Basin, poderão passar através de suas turbinas 55.000 metros cúbicos de água por segundo, ou cerca de 7 vezes o fluxo do rio São Lourenço em Montreal. Ela será capaz de gerar em torno de 5.000 megawatts de energia. Estes projetos somente serão competitivos economicamente quando os preços do petróleo atingir níveis elevados. Eles poderão se tornar uma opção atrativa num futuropróximo porque, ao contrário da energia das usinas maremotrizes é limpa, segura e renovável.

A construção das barragens das usinas maremotrizes ocasionarão alterações nos níveis das marés, correntes de marés, e no ecossistema dos locais próximos ou mesmo distantes da barragem.

Para estudarmos esses fenômenos e também as potencialidades energéticas das usinas maremotrizes a serem implantadas,lançaremos mão de modelos matemáticos computacionais que facilitarão a obtenção de dados com boa precisão e rapidez.

II. MODELAMENTO MATEMÁTICO

De forma a compreender os fenômenos físicos envolvidos na instalação de uma usina maremotriz basearemos o nosso trabalho num estudo realizado na Baía de Fundy (EUA / Canada). O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial energético e as alteraçõesambientais naquela região, proveniente da instalação de uma possível usina.
Para prever os efeitos que a construção de uma barragem em Minas Basin e outra em Shepody, ambas na Baía de Fundy, acarretariam na própria baía e também no golfo de Maine, foi feito um modelo matemático para calcular as alterações nas marés desses lugares (cujas amplitudes alcançam até 17 metros)

No modelo da Baía de Fundy edo golfo de Maine, a preocupação não é com o movimento das moléculas individualmente, mas com o movimento das marés, de grandes volumes de água. A área foi dividida com uma rede nas quais cada malha da rede representa uma célula quadrada de água que se estende do fundo do mar até a superfície. Cada célula obedece a lei física que governa o movimento dos fluídos no mar (pode-se considerar as...
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