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As energias renováveis são mesmo renováveis?

O desgaste das fontes convencionais de energia e seus impactos vêm motivando a busca por métodos de obtenção de energia a partir de fontes que sejam renováveis a curto prazo: na escala da expectativa de vida humana.

Autor Representação de uma pessoa Ana Maria Data Representação de um calendário 04/06/2019 Tempo Representação de um relógio 11min  de leitura

O desgaste das fontes convencionais de energia e seus impactos vêm motivando a busca por métodos de obtenção de energias renováveis a curto prazo: na escala da expectativa de vida humana.

Com o crescimento populacional das últimas décadas, a demanda por energia elétrica aumentou muito. Assim, mais pessoas no planeta significa maior necessidade por alimentos, transporte e bens de consumo, em geral.

Exemplos de energias renováveis: turbinas eólicas e placas solares
Energia eólica e solar: exemplos de energias renováveis?

Entre essas fontes, estão a energia solar, energia hidrelétrica e eólica, e a biomassa. O que elas têm em comum é que não necessitam de grandes escalas cronológicas, como eras geológicas, para serem repostas, como acontece com o petróleo e com os minérios utilizados na obtenção energia nuclear.

Mas será que essas fontes de energia são mesmo renováveis? Para responder essa questão, primeiramente precisamos entender como elas funcionam e como consomem os recursos do nosso planeta.

Como funciona a Energia Solar?

O Sol é a maior fonte de energia da Terra: todas as outras fontes de energia, com exceção da geotérmica, vêm indireta ou indiretamente dela!

Por exemplo, a energia estocada nas plantas vem da fotossíntese, que utiliza a energia solar. Até mesmo os ventos são criados pelos gradientes de temperatura do ar atmosférico, que é aquecido pelo Sol.

A princípio, a forma mais óbvia de utilização de energia do Sol é o aproveitamento do calor fornecido por ela. Porém, quase nunca pensamos em utilizar a energia solar dessa maneira.

Ela tem aplicações diretas e relativamente simples. Por exemplo, em lugares onde há grande diferença de temperatura no inverno e no verão, é interessante que as residências sejam construídas de modo que as paredes e janelas recebam luz solar no inverno, mas não no verão, minimizando a necessidade do controle térmico artificial.

Tubulação de água aquecida pelo calor do sol, em um telhado de cerâmica.
Tubulação de água aquecida pelo calor solar

Outra forma de aproveitamento de energia solar é a eletricidade Fotovoltaica, nas placas solares de alta tecnologia. Mas como funcionam?

Nesse caso, assim como na fotossíntese, é a luz do sol que inicia a reação, e não o seu calor. Assim, a energia elétrica é gerada quando a luz incide sobre um material semicondutor, como silício, dopado com algum outro elemento.

Funcionamento de placas solares, dopadas com Arsênio e Gálio

Essa dopagem promove uma diferença de potencial. Então, com a incidência de luz, um elétron a mais, como do Arsênio (As) no exemplo a), é excitado e pode se locomover através da placa solar, gerando energia elétrica.

Porém, a eficiência desse processo ainda é muito baixa – somente 16% da energia incidente é convertida em energia elétrica.

Com certo investimento, é possível utilizar placas solares na geração de energia para consumo residencial individual.

As placas são instaladas em áreas com boa incidência de luz. Assim, a eletricidade gerada é mais do que suficiente para o consumo familiar.

Atualmente, as redes de energia elétrica compram a energia sobressalente produzida pelos painéis solares, injetando na rede de distribuição. Com isso, a conta de luz pode ser reduzida, e o investimento se paga em poucos anos de uso.

As Usinas Hidrelétricas

A energia das Hidrelétricas é a mais relevante dentro das energias renováveis, pois já é mundialmente utilizada em larga escala. No Brasil, 62% da produção de energia total vem delas. Para se ter ideia, mundialmente só 16% da energia elétrica é gerada desta maneira!

As hidrelétricas geram eletricidade a partir da energia potencial de quedas d´água. Assim, a energia gerada é diretamente proporcional à massa e à altura da queda d’água. Quanto mais água caindo de maior altura, mais energia obtemos.

Usina de Itaipu, exemplo de energias renováveis
Barragem de Itaipu, até recentemente a maior hidrelétrica do mundo.

Por isso, são construídas barragens em rios, que comportam um grande volume de água do reservatório criado pelo fluxo do rio. Existem sistemas de comportas, que podem ser abertas ou fechadas, controlando a vasão de água e mantendo estável o nível do reservatório em períodos de cheia ou seca.

O poder dos ventos: a Energia Eólica

A energia eólica é outra forma indireta de energia solar. Nela, os ventos que movem as turbinas eólicas são originados pela existência de zonas de alta e baixa e pressão do ar atmosférico. Essas zonas são criadas pelo aquecimento e resfriamento do ar pelo Sol!

Assim, cerca de 2% da energia solar incidente na Terra é transformada em energia eólica. Porém, somente 0,05% desta é utilizada na produção de eletricidade.

Parque eólico ao pôr do sol
Turbinas Eólicas

As turbinas eólicas são construídas em grandes alturas, onde a velocidade do vento é maior. Então, esse vento é utilizado para movimentar as pás das turbinas eólicas, que giram, produzindo energia elétrica.

Biomassa e o poder da energia química

A Biomassa é toda matéria orgânica, animal ou vegetal, que pode ser utilizada na produção de energia. A energia obtida nada mais é do que o rompimento das ligações entre os carbonos das cadeias constituintes deste material, nas reações de combustão.

Assim, como o carbono é fixado pelas plantas através da fotossíntese, a obtenção de energia proveniente da biomassa é uma forma indireta de utilização da energia solar!

Historicamente, a biomassa foi a fonte de energia mais utilizada pelo ser humano. Durante milênios queimou-se lenha, carvão vegetal e dejetos de animais para obtenção de calor e luz, seja em fogueiras, fornos ou fogões. Nas regiões mais pobres do planeta, este tipo de biomassa ainda é largamente utilizado, principalmente nas residências.

Porém, uma forma mais moderna de utilização da biomassa são os Biocombustíveis. Em destaque estão o Etanol e o Biodiesel, obtidos a partir da cana, e de óleos como soja e dendê, respectivamente.

Além do fator econômico, já que possuem custo de produção inferior aos combustíveis derivados do petróleo, os biocombustíveis são melhores alternativas considerando-se a questão ambiental: a produção de etanol emite apenas 10% dos gases estufa emitidos pela gasolina, considerando todos os processos, desde a extração, fabricação, até o que sai dos escapamentos dos veículos.

Os problemas dessas energias renováveis

Já citamos até agora várias formas de obtenção de energias renováveis. Tudo parece lindo… mas não olhamos para os problemas de nenhuma delas!

Por exemplo, a energia solar, apesar de ser ótima, ainda pode ser poluente. Afinal, existe ainda o processo de confecção das placas solares, que necessita de vários processos industriais que consomem muita energia elétrica, além da extração da matéria-prima.

Já a hidrelétrica é extremamente renovável, por depender apenas do fluxo de água dos rios, e por não gerar lixo com a geração de energia. No entanto, ela está longe de não causar impactos ambientais.

Assim, algumas hidrelétricas contam com programas de remediação destes danos. Por exemplo, extensos esforços precisam ser feitos para que a fauna da área alagada pela barragem seja realocada.

Já a flora que foi encoberta pela água é uma grande fonte de gases do efeito estufa, pois uma grande porção de vegetação é alagada. Assim, a decomposição da matéria orgânica vegetal libera várias toneladas de CH4 e CO2 .

Decomposição da flora alagada nas hidrelétricas
Decomposição da flora alagada

Para que a geração de energia eólica seja eficiente é necessário que se tenha um fluxo constante de vento. Desta maneira, em períodos com menos ventos, menos energia é gerada.

Além disso, as turbinas precisam estar espaçadas e distribuídas em grandes campos. Para suprir a demanda mundial de energia, uma área do tamanho da China precisaria ser inteiramente ocupada com geradores eólicos!

Apesar de um pouco mais verdes, o bioetanol e o biodiesel não são completamente limpos. Eles também são responsáveis pela emissão de gases poluentes e responsáveis pelo efeito estufa.

Nesse processo, são gerados gases tanto na queima quanto no plantio da biomassa. Por exemplo, quando ocorre fertilização do solo e uso de agrotóxicos, além, é claro, da água gasta com irrigação.

Enfim, são energias renováveis ou não?

Primeiro, precisamos entender que não é porque uma energia é renovável que ela é completamente limpa.

Sim, essas energias são extremamente renováveis! Afinal, os ventos não se esgotam, as águas não acabam e o Sol está sempre ali.

Além disso, sempre poderemos utilizar a biomassa para geração de energia. Seja a partir das fezes de ruminantes, ricos em celulose, ou captando o metano da decomposição do lixo, a geração de energia renovável é uma realidade.

Porém, não é por isso que estão isentas de impactos ambientais. Nenhuma ação humana está!

Assim, é responsabilidade nossa e das futuras gerações entender os impactos dos nossos hábitos sobre o planeta, ponderando sobre as formas de minimizá-los.

Mas não é só com grandes feitos que caminhamos: rever nossos hábitos de consumo, alimentares e modo de vida podem fazer (e muito!) pelo nosso planeta. Afinal, se precisamos de tanta energia elétrica, é porque muitos de nós a estamos utilizando.