Geração de energia por ondas do mar e quais os desafios

Um indo e vindo infinito: como é a geração de energia por ondas do mar e quais os desafios.

A dificuldade, diz Estefen, é a tecnologia e eficiência, pois nem todos os locais comportam uma usina dessas. Além disso, há a questão ambiental e os impactos que uma estação de geração de energia pode causar para o entorno, seja para a população ou o bioma.

Usina de Ondas no Porto de Pecém, no Ceará, ficou em operação para testes práticos por seis anos.

A geração energia a partir das ondas do mar é uma alternativa que vem ganhando atenção ao redor do mundo como mais uma opção de fonte renovável. Sem tecnologia avançada para converter o movimento das ondas em energia e com alto custo de desenvolvimento, no entanto, os projetos ainda se encontram em sua maioria na etapa inicial, muitos na fase teórica ou piloto.

Algumas usinas desenvolvidas são embrionárias. Caso do Brasil, que já montou um protótipo para testar na prática e hoje realiza pesquisas para novos modelos. Em países como Estados Unidos, Israel e Portugal há projetos em etapas mais avançadas, até mesmo para alcançar escala comercial.

A geração de energia do oceano pode ser oriunda da água em si (a partir da temperatura e da salinidade) ou de seu movimento (horizontal ou vertical). Os modelos e sistemas são variados e dependem da profundidade da água e das condições em que o conversor irá operar, entre outros aspectos.

Uma empresa que está investindo em diferentes países é a sueca Eco Wave Power. Seu primeiro projeto foi em Gilbratar, território britânico ao sul da Península Ibérica, para conferir a viabilidade do modelo de fonte sustentável. Era para durar dois anos, mas a usina acabou funcionando de 2016 a 2022, segundo o site da companhia.

O empreendimento mais recente em funcionamento é no porto de Jaff, em Tel Avivi, Israel, onde foi construída uma estação com capacidade instalada de 100 quilowatts (kW). A operação começou em agosto de 2023 e, desde dezembro do ano passado, a usina envia energia para a rede elétrica do país.

Além de Israel e EUA, a Eco Waver Power também está com projetos para Taiwan e na Nova Zelândia, além da construção da primeira usina em larga escala, em Portugal.

Outra grande aposta é nos EUA. A companhia está construindo uma estação com oito flutuadores e uma unidade de conversão de energia no porto de Los Angeles, na Califórnia. A expectativa é concluir a instalação até o fim do primeiro trimestre de 2025.

Também nos EUA, existe o projeto PacWave. Foi criado pelo Departamento de Energia do governo norte-americano, em parceria com a Oregon State University, para financiar em até US$ 112,5 milhões a instalação de geradores de energia com ondas do mar em escala comercial. A verba será usada para a fabricação e teste de múltiplos conversores de energia das ondas marítimas.

O PacWave está sendo instalado em dois locais, ambos no estado de Oregon: em Newport e o outro próximo a Waldport, ambas cidades litorâneas. A ideia é usar a infraestrutura existente próxima da costa, bem como a cadeia de suprimentos local.

Em Newport, a previsão é começar a operar em 2025. Os equipamentos, semelhantes a boias, estão localizados a vários quilômetros da costa e fornecerão até 20 megawatts (MW) de energia.

Nas estimativas do Departamento de Energia dos Estados Unidos as ondas em toda a costa norte-americana têm potencial energético de até 2,64 trilhões de quilowatts/hora (kWh) – o equivalente 63% da geração total de eletricidade em escala de serviço público dos EUA, segundo dados de 2023.

“Há energia suficiente nas ondas do litoral dos Estados Unidos para abastecer um terço de todas as residências do país”, disse Matthew Grosso, diretor do escritório de tecnologias de energia hídrica do Departamento de Energia ao jornal Washington Post.

Projeto experimental da empresa sueca Eco Wave Power em Gibraltar, na Europa, para captar energia das ondas.

Brasil tem projetos em andamento

No Brasil, o que existe são projetos-piloto em fase de teste. O custo para transformar as ondas do mar em energia é alto e a tecnologia existente não é economicamente viável e competitiva.

“A energia das ondas é um processo que hoje está em um estágio no qual a eólica e a solar já estiveram. Precisa de tempo para poder agregar alta tecnologia e, com isso, ser mais competitiva", explica Segen Estefen, professor de Engenharia de Estruturas Oceânicas da Coppe/UFRJ.

De acordo com ele, a estimativa é que a costa brasileira tenha potencial energético em torno de 100 gigawatts (GW). Deste total, cerca de 35% é aproveitável.

Estefen, que também é diretor geral do Instituto Nacional de Pesquisas Oceânicas (Inpo), vinculado ao Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), coordenou o primeiro protótipo de usina de ondas no Brasil, instalado em 2012 na Usina do Porto do Pecém, no Ceará. O projeto consistia num circuito fechado bombeado com o movimento das águas marítimas.

“Essa água era pressurizada em um circuito fechado para ter pressão equivalente de cerca de 200 metros de altura, e isso movia uma turbina que produzia eletricidade. Ao invés da queda d’água que tem na hidrelétrica, os movimentos das ondas bombeavam o circuito para aumentar a pressão, que gerava energia”, detalha o engenheiro.

Agora, Estefen trabalha em outro projeto, que será instalado na costa do Rio de Janeiro, em parceria com Furnas e Sea Horse. Ainda está na fase de pesquisa. Trata-se de um flutuador anexado a uma coluna central, fundada no leito marinho. As ondas levam o flutuador para cima ou para baixo, e esse movimento é convertido em eletricidade, enviada para a terra através de um cabo submarino:

Ilustração explica como funciona o projeto a ser implementado na costa do Rio de Janeiro para gerar energia a partir das ondas do mar.

Geração de energia pelas ondas do mar enfrenta obstáculos

Em tese, há muita água – de graça – nos oceanos. A dificuldade, diz Estefen, é a tecnologia e eficiência, pois nem todos os locais comportam uma usina dessas. Além disso, há a questão ambiental e os impactos que uma estação de geração de energia pode causar para o entorno, seja para a população ou o bioma.

A fundadora e CEO da Eco Wave Power, Inna Braverman, tem a mesma percepção. Ao site All Israel News, ela afirma que dois dos grandes desafios em transformar ondas em energia são os altos custos e a necessidade de implementar as tecnologias no mar.

Uma das soluções encontradas pela empresa tem sido projetar as estações perto da costa, onde já existe alguma infraestrutura, como píeres e quebra-mares. “Isso torna a tecnologia mais sustentável e financeiramente viável”, disse a executiva.

A expectativa é de que a energia das ondas marítimas deslanche entre os próximos cinco a dez anos, especialmente impulsionada pelas tecnologias de inteligência artificial e otimização, avalia Estefen.

Como funciona a geração de energia com ondas do mar

A captação da energia das ondas pode ser feita por diferente métodos e tecnologias, sendo que muitos ainda estão em desenvolvimento. Em geral, a premissa é que a força do movimento das ondas acione equipamentos ligados às turbinas e geradores. O processo é semelhante ao funcionamento de uma barragem hidrelétrica, em que a água é a propulsora da energia.

Estes equipamentos podem ser dispositivos no formato de cilindros giratórios ou flutuadores ligados a aparelhos de ancoragem no fundo do mar. Os modelos podem variar de acordo com a profundidade da água e as condições em que o conversor irá operar.

Na tecnologia da Eco Wave Power, por exemplo, o movimento das ondas move os flutuadores. Estes comprimem e descomprimem pistões hidráulicos, que por sua vez transmitem fluido hidráulico biodegradável para os armazenadores de energia localizados em terra. É nesse armazenador que ocorre uma pressão para girar o motor hidráulico, que faz o gerador trabalhar. Em seguida a eletricidade é transferida para a rede, por meio de um inversor.

Energia transformada da onda do mar: uma alternativa renovável e sustentável.

Outra maneira é canalizar as ondas para que o volume e força delas aumente, explica o Departamento de Administração de Informação de Energia dos EUA, (U.S. Energy Information Administration – EIA) em seu site.

Nesse caso, a energia pode ser gerada de duas formas. É possível direcionar as ondas para um canal estreito, uma bacia de captação ou um reservatório. Com a força das ondas potencializadas, a água flui para uma turbina a uma altitude mais baixa, semelhante à forma como funciona uma barragem hidrelétrica. (gazetadopovo)