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UFSJ - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI
Fontes alternativas de energia: Abastecimento de eletricidade em
comunidades isoladas do norte e nordeste
Esdras Vitor Silva Pinto
São João del-Rei, Julho de 2011
ESDRAS VITOR SILVA PINTO
Fontes alternativas de energia: Abastecimento de eletricidade em
comunidades isoladas do norte e nordeste
Trabalho apresentado como pré-requisito para a
obtenção de créditos na disciplina Metodologia
Científica, sob a orientação da profª Fernanda Melo.
São João del-Rei, Julho de 2011
ESDRAS VITOR SILVA PINTO
Considerações da profª:
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Nota:__________ __________________________
Assinatura: Profª. Fernanda Melo
São João del-Rei, Julho de 2011
Dedico este trabalho para toda minha família,
especialmente para meu irmão Emanuel.
Agradeço primeiramente a Deus, a minha família e
todos que contribuirão para o desenvolvimento deste
projeto.
Sumário 1. Apresentação ................................................................................................................................ 7
2. Justificativa .................................................................................................................................... 8
3. Objetivos ...................................................................................................................................... 10
4. Hipóteses ..................................................................................................................................... 10
5. Desenvolvimento ........................................................................................................................ 11
6. Fontes e revisão bibliográfica ................................................................................................... 15
7. Cronograma ................................................................................................................................. 16
8. Referências ................................................................................................................................. 17
Resumo
Muitas famílias brasileiras vivem em regiões onde o sistema de distribuição de
energia elétrica convencional não se encontra disponível. A energia elétrica tem uma
forte relação com o desenvolvimento humano, e, portanto, a universalização do
acesso a energia elétrica se torna necessária. O fornecimento de energia elétrica
através das linhas de transmissão convencional para as comunidades isoladas é em
muitos casos, inviável. Sendo assim, este projeto de pesquisa busca estudar a
utilização de fontes de energia alternativa para a produção de energia elétrica em
pequena escala para o fornecimento de eletricidade para as comunidades isoladas
do norte e nordeste.
Palavras-chave - Comunidades isoladas, energia alternativa.
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1. Apresentação
O uso da energia elétrica possui uma forte ligação com o desenvolvimento
humano. Com o uso da eletricidade, as condições de vida do homem aumentaram
consideravelmente. Os equipamentos hospitalares, os pontos de saúde, as escolas,
as indústrias e dentre vários serviços importantes para um cidadão de um centro
urbano utilizam equipamentos que dependem diretamente da energia elétrica. No
entanto, há muitos brasileiros que vivem em regiões rurais, distantes do meio
urbano, que não possuem acesso a energia elétrica.
As condições de vida nas comunidades desprovidas do abastecimento de
energia elétrica são bastante difíceis, pois de forma geral, a baixa produtividade nas
atividades agrícolas e a falta de acesso a um sistema de saúde e educação são
grandes barreiras no desenvolvimento dessas comunidades. O fornecimento de
energia elétrica para certas comunidades rurais apresentam grandes desafios,
impedindo que o abastecimento de eletricidade nessas regiões seja feito pelo
sistema de distribuição convencional.
Uma forma de permitir a universalização da energia elétrica no Brasil é
através da utilização de fontes de energia alternativa para produzir energia elétrica
nas regiões onde o sistema de distribuição convencional não está presente. A
escolha deste tema de pesquisa é motivada por proporcionar que pessoas que
vivem em regiões remotas possam ter acesso à energia elétrica, e assim, poderem
utilizar-la como impulsionadora do desenvolvimento local.
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2. Justificativa
A disponibilidade de energia elétrica em uma comunidade e o índice de
desenvolvimento humano (IDH) estão intimamente relacionados. As regiões que
possuem grande disponibilidade de energia elétrica, como as regiões sudeste, sul e
centro-este, possuem elevado IDH se comparado com as regiões norte e nordeste.
Um item importante para o IDH é a qualidade de vida, e desta forma o padrão de
saúde é um ponto importante no analise do IDH de uma região.
Nos grandes centros urbanos, os hospitais utilizam equipamentos médicos
modernos e há vários postos de saúde para o atendimento da população. Nas
comunidades ribeirinhas, devido à ausência de eletricidade, muitos medicamentos
não podem ser armazenados na temperatura adequada, e quando o serviço de
saúde existe nestas comunidades, ele é muito precário. O mapa 011 a seguir mostra
a relação entre o IDH e o abastecimento de energia elétrica.
Nota-se que as regiões norte e nordeste apresentam maior quantidade de
pessoas que vivem sem energia elétrica, e nessas regiões o IDH é menor do que em
relação às demais regiões. Desta forma, a energia elétrica se mostra necessária
para o desenvolvimento humano. Levando a eletricidade para estas comunidades
desprovidas de redes elétricas, através de fontes alternativas de energia, espera-se
1 Percentual de pessoas que vivem em domicílios com energia elétrica e índice de desenvolvimento humano municipal. Fonte: Atlas desenvolvimento humano, 2000.
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aumentar as condições de vida e criar oportunidades dessas famílias, garantindo
condições básicas de saúde e educação. Alem disto, com o abastecimento
energético nas comunidades isoladas, pode-se esperar um aumento na
produtividade, através de sistemas de irrigações e bombeamento de água
alimentados por eletricidade, e desta forma, estimulando o desenvolvimento
econômico e social.
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3. Objetivos
O objetivo geral deste projeto de pesquisa é analisar o uso de energia
alternativa para produção de energia elétrica.
O objetivo específico do trabalho é analisar a produção de energia elétrica
através de fontes de energia alternativa em comunidades ribeirinhas, utilizando
recursos naturais em potencial de cada região. Desta forma, a energia elétrica
poderá ser gerada de forma sustentável e com mínimos impactos ambientais.
4. Hipóteses
O abastecimento de energia elétrica em comunidades isoladas pode ser feito
utilizando-se fontes de energia alternativa, aproveitando-se recursos renováveis em
potencial de cada região.
Outra hipótese é que o abastecimento de energia elétrica para as
comunidades isoladas através do sistema de linhas de transmissão é em muitos
casos inviável.
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5. Desenvolvimento
A maior parte da energia elétrica no Brasil e gerada em usinas hidrelétricas. A
distribuição de energia elétrica brasileira é feita utilizando-se linhas de transmissões.
A figura 022 mostra o sistema de distribuição de energia elétrica no Brasil.
A partir da figura 02, pode-se notar que nas regiões sudeste, centro-oeste e
sul possuem uma considerável dinâmica de linhas de transmissão de energia
elétrica. Já nas regiões norte e nordeste verificam-se uma menor concentração de
2 Fonte: IBGE Censo demográfico 2000; ANEEL, Atlas da energia elétrica, 2000.
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sistemas de abastecimento de energia elétrica. Exatamente nestas duas ultimas
regiões é que se encontra a maioria das comunidades sem acesso a eletricidade.
O alto custo das torres e cabos de transmissão, a baixa densidade
demográfica, e a grande distancia dos centros urbanos dificultam que a energia
elétrica possa ser fornecida da forma convencional para as comunidades isoladas,
como confirma um artigo referente ao assunto: “A produção centralizada de energia
elétrica e a posterior distribuição através de redes de transmissão é praticamente
inviável em um cenário onde os consumidores estão espalhados por uma região
muito extensa.” 3
Alem disto, a dificuldade de se implementar uma política de cobrança,
controle e manutenção da rede elétrica em uma comunidade isolada, não atrai
investimentos pelas concessionárias responsáveis pela distribuição de energia.
Região Norte: Amazônia
Muitas comunidades isoladas da Amazônia praticam a atividade agrícola
como base econômica e de subsistência. Os resíduos orgânicos que resultam da
pratica agrícola podem ser utilizados para a produção de energia, como encontrado
em um artigo sobre assunto:
Acorre que, nestas comunidades, o custo de transporte deste
combustível, dada as grandes distâncias a serem percorridas, chega
a atingir duas vezes o seu próprio custo. Desta forma, o emprego de
unidades de geração de energia elétrica de pequeno porte utilizando
combustíveis regionais, por exemplo, biomassa, pode vir a ser uma
alternativa economicamente viável para estas localidades.4
A energia elétrica produzida por um sistema de geração que utiliza a
biomassa como fonte primária poderá ser utilizada para a iluminação das casas, ao
redor da comunidade e ainda permitir o uso de eletrodomésticos como geladeiras,
fundamental para a conservação de alimentos. Como a biomassa é um recurso
renovável e é gerada na própria comunidade, a geração de energia elétrica será
3 USHIMA, A. H.; MARTINS, O. S.; COELHO, S. T.. “Geração de Energia Elétrica para Comunidades Isoladas da Região Amazônica a partir de Sistemas de Gaseificação de Biomassa”. Eletricidade Moderna. Edição 12, maio de 2009, p.42. 4 Ibid, p. 43.
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feita de forma sustentável adequando-se nos padrões ambientais que vem sendo
estabelecido nos últimos anos.
Nordeste: Energia solar
A energia solar é proveniente da radiação emitida pelo sol. O sol é constituído
basicamente de hélio e hidrogênio, e a combinação de hidrogênio para formação de
átomos mais pesados resulta na fusão termonuclear, que é o processo no qual o sol
emite matéria em forma de radiação para o espaço. Ao longo de milhares de anos a
energia solar vem sendo aproveitada pela humanidade.
De fato, as principais formas de energia como hidráulica, eólica, maremotriz e
dentre outras, são resultantes da incidência da radiação solar na Terra. Por ser uma
fonte de energia renovável, limpa e abundante, a energia solar se apresenta com
uma grande alternativa na geração de energia elétrica. As formas mais comuns de
gerar energia elétrica a partir da energia solar é através das Heliotérmicas e painéis
fotovoltaicos. Nas usinas heliotérmicas, utiliza-se grandes superfícies espelhadas
para concentrar a radiação solar sobre uma região onde há fluxo de água. A água
então absorve energia e evapora, sendo conduzida por dutos até a turbina da usina.
Já as células fotovoltaicas, convertem diretamente a energia solar em energia
elétrica através do efeito fotovoltaico. Estas células são construídas por materiais
semicondutores como silício, que são capazes de absorver fótons e emitir elétrons.
As células solares ou fotocélulas representam ainda um grande desafio para ser
utilizada em larga escala, pois envolvem uma elevada tecnologia na construção das
células e os custos são muito elevado. Além disto, a eficiência energética das
células solares em aplicações em larga escala é questionável, embora muitos
avanços em termos de qualidade e eficiência se tenham obtido através dos
programas espaciais americanos e russos, já que os satélites e naves utilizam
painéis solares como fonte de energia elétrica. Mas os painéis solares podem ser
utilizados com elevada eficiência para abastecimento de eletricidade em
comunidades isoladas com alto índice de incidência de raios solares, como é o caso
da região nordeste.
A instalação de painéis fotovoltaicos em comunidades isoladas para geração
de energia apenas local é do ponto de vista econômico e ambiental satisfatórios. Em
geral o custo de células fotovoltaicas para uso em pequena escala é relativamente
dentro dos padrões em relação a outras fontes de energia. O fato das fotocélulas
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serem uma fonte de energia limpa, renovável e sustentável, muito benefícios se
pode esperar de sua utilização nas comunidades isoladas.
Com o fornecimento de energia elétrica a partir de células fotovoltaicas nas
comunidades isoladas do nordeste, espera-se um considerável aumento na
qualidade de vida de muitos cidadãos brasileiros e a redução da grande pobreza
verificada nesta região. As células fotovoltaicas se utilizada em sistemas de
bombeamento, podem garantir o funcionamento de bombas que levam água para as
comunidades distantes de um sistema de abastecimento de água.
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6. Fontes e revisão bibliográfica
As fontes utilizadas para o projeto de pesquisa são em sua maioria
periódicos. Muitos desses artigos tratam diretamente sobre o tema do projeto.
Alguns artigos trazem importantes informações sobre a utilização de energia
alternativa para a produção de energia elétrica, que é um dos focos do projeto.
Já utilização de novos sistemas de geração de energia elétrica a partir de
recursos alternativos, pode ser encontrada no livro “Energia Solar e fontes
alternativas”. O projeto se baseia nos artigos específicos sobre os recursos
alternativos das regiões norte e nordeste bem como os artigos que mostram
sistemas de produção de energia elétrica em pequena escala, para ser implantada
em comunidades isoladas.
O livro “O futuro energético do mundo” é importante para o desenvolvimento
do projeto, pois são tratadas muitas fontes alternativas de energia e como é possível
utilizá-la para a geração de eletricidade.
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7. Cronograma
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Ago Set Out Nov Dez
Levantamento Bibliográfico
X
X
Leitura e Fichamento das obras
X
X
X
Coleta e seleção De dados
X
Revisão bibliográfica
X
Analise critica do Material
X
Elaboração prévia Do texto
X
X
Revisão e redação Final
X X
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8. Referências
HAMMOND, Allen L. O futuro energético do mundo. 1.ed. Rio de Janeiro: Zahar
Editores, 1975.
PALZ, Wolfgang. Energia solar e fontes alternativas. 1ed. São Paulo: Hemus, 1981.
ROSARIO, L. T.; ELS, R. V.; JUNIOR, A. C.. “Alternativas energéticas para
comunidades isoladas da Amazônia: A energia hidrocinética no Macapá, sul do
Amapá”. Eletricidade Moderna, São Paulo, v. 15, p. 42-44, ago./ set. 2010.
USHIMA, A. H.; MARTINS, O. S.; COELHO, S. T.. “Geração de Energia Elétrica para
Comunidades Isoladas da Região Amazônica a partir de Sistemas de Gaseificação
de Biomassa”. Eletricidade Moderna, São Paulo, v. 12, p. 23-25, mai./ jun. 2010.