Entenda a Fusão Nuclear

A fusão nuclear ocorre quando dois núcleos atômicos leves se combinam para formar um núcleo mais pesado, liberando uma quantidade colossal de energia no processo. Assim, diferente da fissão nuclear, utilizada em usinas nucleares atuais, que quebra núcleos atômicos pesados, a fusão oferece vantagens significativas, incluindo a abundância de combustível (hidrogênio, facilmente extraído da água) e a ausência de emissões de gases de efeito estufa ou de resíduos radioativos de longa duração.

Avanços Recentes

Nos últimos anos, houve progressos notáveis no campo da fusão nuclear. Dessa forma, projetos internacionais como o ITER (Reator Experimental Termonuclear Internacional), na França, estão na vanguarda, desenvolvendo tecnologia para criar e manter o plasma – o estado da matéria necessário para a fusão nuclear – em temperaturas e pressões extremamente altas. Outros esforços, como os da Commonwealth Fusion Systems em parceria com o MIT, visam tornar a fusão nuclear uma realidade comercial mais rapidamente, utilizando supercondutores de alta temperatura para construir reatores menores e mais eficientes.

Desafios a Superar

Apesar do potencial revolucionário da fusão nuclear, diversos desafios permanecem. O principal deles é alcançar a “ignição” – o ponto em que a reação de fusão se torna autossustentável, produzindo mais energia do que consome. Além disso, o desenvolvimento de materiais capazes de suportar as condições extremas dentro do reator e a criação de sistemas eficientes de captura de energia são áreas que exigem inovação contínua.

O Caminho Adiante

A jornada para tornar a fusão nuclear uma fonte de energia viável é longa e repleta de desafios técnicos e financeiros. No entanto, o compromisso contínuo da comunidade científica e dos investidores sinaliza um futuro promissor. Assim, a eventual realização da fusão nuclear como uma fonte de energia limpa, segura e inesgotável terá um impacto transformador em nossa sociedade, abrindo caminho para uma era de sustentabilidade energética.

Por fim, acompanhe mais descobertas e inovações como esta no Blog da Engenharia, o seu portal de conteúdo para todas as engenharias.

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Apesar dos carros ainda representarem uma pequena parcela em seu nicho, o segmento de motos elétricas vem crescendo e auxiliando na popularização destes transportes. Com fabricantes fornecendo diversas opções para os gostos e bolsos dos consumidores.

De acordo com um estudo realizado pelo Mercado Livre o interesse por motos elétricas cresceu de 2020 para 2021 em quase 1.200%

Influência da pandemia 

Junto a crise de saúde que a pandemia trouxe, a crise financeira tambem ainda impacta diversos países, inclusive o Brasil. Com a alta nos preços da gasolina, veículos, manutenções, entre diversos outros, as pessoas vem buscando cada vez mais outras alternativas para um deslocamento eficiente e econômico. 

Marcas no mercado

Por enquanto as maiores presenças no mercado de motos elétricas são de marcas como a nacional Shineray, Voltz e a a chinesa Aima. Existem entre os produtos diversas variações que não iremos abordar neste momento, há marcas já consolidadas pelo mundo todo com opções para carros e diversos fabricantes menores com outros tipos de veículos além das motos e carros a disposição, como os patinetes e scooters.

CNH para motos elétricas?

Com exceção dos carros, diversos tipos de veículos elétricos ainda causam dúvidas com relação à legislação em que se enquadram. O ideal é confirmar junto ao fornecedor a categoria e regras a qual o item se enquadra, mas também é possível conferir por si só no Código de Trânsito Brasileiro. Sempre considere a opção de realizar o emplacamento e possuir a habilitação, evitando assim possíveis problemas por “zonas cinzentas” na legislação.

Este é um tema com muito a se falar, qual informação gostaria de ver aqui? Deixe sua dúvida nos comentários para analisarmos em futuros artigos.

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Um fato curioso é o de que algumas fontes energéticas derivam da energia do sol de alguma forma. Os ventos, por exemplo, são formados a partir do aquecimento desigual da superfície terrestre. Da mesma maneira, a biomassa é altamente dependente da energia solar.

Nesse sentido, essa terceira parte da série de artigos sobre fontes renováveis busca apresentar os fundamentos da energia solar e alguns assuntos recentes envolvendo tal fonte.

Energia solar fotovoltaica

A energia solar pode ser dividida, de forma geral, em duas tecnologias: a fotovoltaica e a térmica.

A energia solar fotovoltaica é responsável pela conversão direta da radiação solar em eletricidade. Logo, o produto final desse tipo de tecnologia é sempre a produção de corrente elétrica.

Ainda sobre a tecnologia fotovoltaica, existem duas principais aplicações: sistemas interligados à rede (on-grid) e sistemas isolados (off-grid). Os sistemas interligados à rede são aqueles mais presentes nas residências, os quais podem injetar na rede a energia excedente.

Já os sistemas isolados não apresentam qualquer conexão com a rede de energia elétrica e a energia excedente produzida pelos painéis é armazenada em baterias.

De forma geral, os componentes de um sistema solar isolado são os seguintes: arranjo fotovoltaico (conjunto de painéis), banco de baterias, controlador de carga (responsável pelo gerenciamento da carga nas baterias) e um inversor (parar converter a corrente contínua gerada pelo arranjo em corrente alternada).

Vale mencionar que os sistemas isolados foram os primeiros a serem desenvolvidos e tinham o objetivo de levar eletricidade a locais onde as redes de distribuição não chegavam.

Esses sistemas foram primeiramente utilizados para alimentar eletricamente os satélites artificiais e sistemas de telecomunicação. Hoje, além dessas aplicações, é comum usá-los para o bombeamento de água em regiões isoladas.

Energia solar térmica

Em se tratando da energia solar térmica, seu objetivo é aquecer água ou algum outro fluido. Porém, essa tecnologia também permite gerar eletricidade de forma indireta (energia solar heliotérmica). Mais detalhes serão dados posteriormente.

A energia solar térmica é bastante conhecida por seu uso no aquecimento de água para banho. Alguns dos componentes desses sistemas para uso doméstico são os painéis solares, as tubulações e o reservatório térmico (boiler).

Para aplicações em grande escala com o objetivo de gerar eletricidade, é comum utilizar concentração. Para isso, são usados refletores parabólicos, por exemplo, os quais concentram a radiação solar em um ponto focal no qual fica localizado um fluido.

Essa concentração permite que o fluido atinja temperaturas bastante elevadas, transformando-se em vapor, o qual é utilizado para girar turbinas e então produzir eletricidade.

A intensidade da concentração é medida em número de sóis, alcançando até 100 sóis em sistemas de baixa concentração e mais de 1000 sóis em sistemas de alta concentração.

Vale dizer que a concentração é utilizada tanto por sistemas fotovoltaicos como sistemas térmicos e 1 sol equivale à irradiância de 1000 W/m².

Como funciona um painel fotovoltaico ?

O funcionamento de um painel desse tipo, como diz o próprio nome, é baseado no efeito fotovoltaico.

Esses painéis são formados por células fotovoltaicas fabricadas a partir de materiais semicondutores, como o silício. As células de um painel são conectadas por uma faixa condutora, de modo que todas estejam ligadas, formando um circuito.

De forma simplificada, a radiação solar (fótons), ao atingir essas células, faz com que haja um deslocamento dos elétrons, gerando corrente elétrica.

A corrente elétrica gerada é contínua. Logo, se os equipamentos a serem alimentados pelo painel necessitam de corrente alternada, é preciso que se tenha um inversor para realizar a transformação.

Avanços e desafios da energia solar

Como visto anteriormente, as células fotovoltaicas são formadas por materiais semicondutores, e a busca por novos materiais ou novas combinações de materiais é algo que vem avançando consideravelmente nos últimos anos.

Além do silício, material mais utilizado, existem células de Telureto de Cádmio (CdTe), Arseneto de Gálio (GaAs), Disseleneto de Cobre Índio e Gálio (CIGS), células orgânicas, entre outras.

Dentre essas células, temos as chamadas células de multijunção, as quais são formadas por camadas de diferentes materiais, em que cada uma das camadas é especializada em absorver uma parte do espectro solar, possibilitando eficiências superiores àquelas das células convencionais.

Ainda com relação à busca por maior eficiência, a associação de células de multijunção com concentração vem batendo recordes. Pesquisadores do Laboratório NREL dos Estados Unidos conseguiram uma eficiência de quase 50%.

Um assunto que vem sendo bastante discutido atualmente é o de Geração Distribuída (GD).

A GD consiste na geração de energia próximo às unidades consumidoras, e, no Brasil, segundo a Associação Brasileira de Geração Distribuída (ABGD), a participação da energia solar fotovoltaica na potência instalada de GD no país até julho deste ano foi de 95%.

Logo, nota-se a importância dessa fonte na transição energética para um modelo mais descentralizado e com fontes limpas e renováveis.

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