A central submarina do futuro “rouba” energia do oceano

Ao explorar a diferença de temperatura em águas tropicais é possível construir usinas para produzir eletricidade sem poluição. Existem ainda algumas limitações tecnológicas a serem superadas, mas os Estados Unidos eo Japão  não se rendem …

COLETE energia diretamente do mar, utilizando o calor das águas tropicais para ligar as usinas no oceano. Um projecto que, à primeira vista pode parecer simples, exceto que um submarino eficiente de energia requer a construção de um gigantesco sistema de bombeamento de alguns metros de largura e se estende ao longo de um quilômetro de profundidade.Quase como a construção de um túnel subterrâneo do metró  e mergulhar verticalmente nas profundezas a uma profundidade igual a três arranha-céus como o Empire State Building. Um desafio tecnologico muito ambicioso, mas de acordo com os engenheiros da Lockheed Martin poderia ser alcançado em poucos anos.

Le centrali sottomarine del futuro "ruberanno" energia all'oceano

Como discutido recentemente em Ciência Popular 1 , a empresa americana conhecida por todos por sua carreira na aviação está trabalhando em um protótipo  capaz de usar o calor dos oceanos tropicais e convertê-lo em electricidade. O protótipo, que deve produzir 10 megawatts, deverá estar concluído dentro de um ano, e pode representar um avanço no campo das energias renováveis. . Existem vários métodos para produzir energia em detrimento do oceano, usando, por exemplo as marés ou a ação das ondas para o arranque de turbinas e gerar eletricidade. Mas o método estudado pelos técnicos da Lockheed Martin baseia-se em um princípio diferente, que não usa o movimento das massas de água. A unidade de controlo desenvolvido pela American em vez disso, usa o talassotermica energia (ou mareotermica), que explora a diferença de temperatura entre águas superficiais e profundas para ligar os geradores elétricos.A central de  conversão de energia térmica, ou OTEC (Ocean conversão de energia térmica) em Inglês, são sofisticadas máquinas térmicas no qual um fluido flui num circuito e troca calor com a água a temperaturas diferentes. No centro de circuito fechado , como a que eles estão a estudar a Lockheed Martin, um fluido com um baixo ponto de ebulição (por exemplo, amoníaco) entra em um permutador de calor onde evapora em contacto com a água quente. A pressão de vapor gira as lâminas de uma turbina ligado a um gerador de corrente eléctrica. Subsequentemente, o vapor chega a um outro permutador de calor, em que ela entra em contacto com a água fria e condensa-se em líquido, que é a entrada de novo no ciclo.

Existem também sistemas em malha aberta, na qual é a água do mar mesmo que é evaporada em recipientes a baixa pressão, e subsequentemente feita para condensar o vapor de água depois de ter activado as turbinas. Um terceiro tipo de plantas OTEC é do tipo híbrido, no qual, primeiro, a água é evaporada eo vapor é então utilizada para evaporar o líquido. Este tipo de procedimento pode ser aplicado com sucesso nos oceanos tropicais, onde a temperatura da superfície pode atingir 30 ° C enquanto que nas partes mais profundas pode ser de até 6 ° C. Entre as várias formas de conversão  de energia  marinha, que parece ser talassotermica um dos mais promissores, embora o rendimento teórico é relativamente baixo e pode chegar a 7%. Além disso, cada dia, os mares tropicais absorvem uma quantidade equivalente de energia solar para a energia produzida por 250 bilhões de barris de petróleo. Finalmente, além de produzir energia limpa sem desperdício, este tipo de intercâmbio são também interessantes utilizações menores. Por exemplo, a água fria pode ser usada para sistemas de alimentação de ar condicionado, ou equipamento também pode ser usado para dessalinizar a água do mar muito rapidamente.

Mas quando surgiu a idéia desta fonte de energia  toda natural? A idéia è do século XIX. A idéia de aproveitar o calor do oceano para construir usinas de energia não é tão nova. Foi em 1881 que o físico francês Jacques Arsene d’Arsonval propôs pela primeira vez de usar a energia térmica dos oceanos. Graças a Georges Claude, um estudante de d’Arsonval, mais tarde foi construído o primeiro OTEC em 1930 no centro de Cuba, o que poderia gerar 22 quilowatts.

Nas décadas seguintes, o interesse cresceu, e nos anos setenta também o Japão e os Estados Unidos começaram a desenvolver programas específicos para este tipo de recursos energéticos. A Tokyo Electric Power Company 3construiu o primeiro centro OTEC que se tornou operacional na ilha de Nauru para início dos anos oitenta, produzindo 120 kilowatts. Os Estados Unidos inaugurada em 1974 pelo Laboratório de Energia Natural do Havaí ( NELHA 4 ), que desenvolveu um centro de primeira, em 1979 a partir de 50 quilowatts.Nos laboratórios de NELHA ainda são realizados experimentos e testados novos equipamentos. Graças às condições climáticas especiais e da enorme disponibilidade de água, as ilhas havaianas são o local ideal para este tipo de tecnologia, e é aí que vai instalar o novo central para que os engenheiros estão trabalhando na Lockheed Martin. De fato, em 2009, a empresa recebeu o financiamento da Marinha dos EUA de 12 milhões e meio de dólares para construir novas usinas de geração, que servirão ambas as comunidades das ilhas que as bases militares localizadas na área.

Um super-pipe sob o mar . O principal desafio para este tipo de energia submarino é competitivo em relação às fontes de energia tradicionais. Os cálculos mostram que para o mesmo volume de água utilizada, a OTEC central eléctrica, que opera nas diferenças de temperatura de 20 ° C produz a mesma energia que uma estação de energia hidroeléctrica com um ganho de elevação de cerca de 30 metros. “Para produzir uma quantidade significativa de energia, as facilidades para conversão de energia térmica oceânica terá que mover rios de água”, disse Laurie Meyer, tecnólogo-chefe da Lockheed Martin. É preciso trazer água de superfície do frio profundezas do oceano, e muoverne uma grande quantidade, as simulações mostraram que servir a um diâmetro do tubo enorme de dez metros de profundidade e uma milha. É impensável construir essa infra-estrutura e, em seguida, transportá-lo, e é por esta razão que os engenheiros desenvolveram uma série de sistemas para construir a tubulação no local.

Para fazer isso, têm adaptado um sistema actualmente usado para construir os planos, com base em um modelo inicial de material fundido, o qual é então deixada a arrefecer. Além disso, o material do tubo, um composto de resina e fibras de vidro, foi especialmente desenvolvido mesmo se detalhes não foram divulgados por razões óbvias de mercado dos EUA. No desenvolvimento deste super-tubo, os pesquisadores estavam atentos a cada detalhe, tentando otimizá-lo, mesmo em aspectos muito curiosos. Por exemplo, nós tentamos limitar a taxa na qual a água é bombeada para dentro do tubo, de modo que a planta pode sugar os peixes e outras espécies marinhas que habitam as profundezas do oceano. Este é sem dúvida um desafio tecnológico de todos respeito, mas os pesquisadores norte-americanos estão confiantes, especialmente porque o protótipo de 10-megawatt, que será concluído este ano, com um diâmetro de tubo de quatro metros, será um excelente campo de testes para a construção de uma com potência de 100 megawatts. Certamente será uma ótima maneira de entender a distância entre a previsão ea realização destes sistemas. Porque entre o dizer eo fazer há no meio o mar. Neste caso, mesmo o oceano.

SAND-RIO

One Comment

  1. Posted 29 junho 2012 at 1:49 PM | Permalink

    Caro Sand-Rio.

    Temos que ter muito cuidado com estas ideias brilhantes, por um simples motivo, esta troca de temperatura entre diferentes camadas do oceano pode levar a problemas muito maiores do que se pensa.

    No evento paleoclimático denominado Dryas Recente, mais ou menos entre 12.900 e 11.500 anos atrás retornou-se ao período glacial depois de ter se entrado numa situação de interglacial. Este retorno foi praticamente instantâneo em termos de tempo geológico, resfriando a Terra com gradientes de temperatura que estima em alguns pontos do Hemisfério Norte de aproximadamente 5ºC/ano (!!!!!- Severinghaus, Jeffrey P. et al. 1998. “Timing of abrupt climate change at the end of the Younger Dryas interval from thermally fractionated gases in polar ice”. Nature 391). Agora vamos ao que importa, este evento extremo, tem duas causas prováveis, ou a queda intensa de uma série de meteorólitos ou a ruptura da circulação termohalina causada pela ruptura de um grande lago que existia na América do Norte (Lago Agassiz).

    Agora qual é o verdadeiro problema do aproveitamento geotérmico do oceanos? Simplesmente o efeito antrópico sobre um sistema que é altamente instável. Na história terrestre a inversão de correntes marinhas é algo extremamente sensível a efeitos externos, não há como na atmosfera mecanismos de feedback negativos, que depois de deslanchado algo, como uma ruptura da circulação, a recuperação poderá ser rápida (como já ocorrido nos eventos de Dansgaard-Oeschger) ou lenta (como no caso das Dryas Recentes).

    Importante destacar que atualmente grande parte da estabilização da temperatura da Terra é atribuída a mecanismos de transferência de calor como o da “Grande Correia Transportadora Oceânica” (great ocean conveyor belt) e se as hipóteses estiverem corretas, qualquer modificação nos gradientes verticais de calor podem, como se supõe que já tenha acontecido várias vezes, haver mudanças súbitas de temperatura.

    Também chamo atenção que o efeito antropogênico neste caso, não tem nada com os efeitos antropogênicos dos gases de efeito estufa, neste último caso se pensa que a acumulação de gases teria condições de variar a temperatura, no caso das correntes oceânicas o efeito antropogênico poderia ser simplesmente quase um ruído de maior intensidade que se introduz num mecanismo com baixa estabilidade global (estabilidade global no sentido matemático de conceito de estabilidade de sistemas dinâmicos).


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