ENEM - Preparado para as questões de Fontes de Energia? - 5 - ENERGIA DE HIDRELÉTRICAS
No Brasil, devido a sua enorme quantidade de rios, a maior parte da
energia elétrica disponível é proveniente de grandes usinas
hidrelétricas. A energia primária de uma hidrelétrica é a energia
potencial gravitacional da água contida numa represa elevada. Antes
de se tornar energia elétrica, a energia primária deve ser
convertida em energia cinética de rotação. O dispositivo que realiza
essa transformação é a turbina. Ela consiste basicamente em uma roda
dotada de pás, que é posta em rápida rotação ao receber a massa de
água. O último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador,
que converte o movimento rotatório da turbina em energia elétrica.
Usina Hidrelétrica de Itaipu
Um
rio não é percorrido pela mesma quantidade de água durante o ano
inteiro. Em uma estação chuvosa, é claro, a quantidade de água
aumenta. Para aproveitar ao máximo as possibilidades de
fornecimento de energia de um rio, deve-se regularizar-se a sua
vazão, a fim de que a usina possa funcionar continuamente com toda a
potência instalada.
A vazão de água é regularizada pela construção de lagos artificiais. Uma
represa, construída de material muito resistente - pedra, terra,
freqüentemente cimento armado - , fecha o vale pelo qual corre o
rio. As águas param e formam o lago artificial. Dele pode-se tirar
água quando o rio está baixo ou mesmo seco, obtendo-se assim uma
vazão constante.
A construção de represas quase sempre constitui uma grande empreitada da
engenharia civil. Os paredões, de tamanho gigante, devem resistir
às extraordinárias forças exercidas pelas águas que ela deve
conter. Às vezes, têm que suportar ainda a pressão das paredes
rochosas da montanha em que se apoiam.
Para diminuir o efeito das dilatações e contrações devidas às mudanças
de temperatura, a construção é feita em diversos blocos, separados
por juntas de dilatação. Quando a represa está concluída, em sua
massa são colocados termômetros capazes de transmitir a medida da
temperatura a distância; eles registram as diferenças de
temperatura que se possam verificar entre um ponto e outro do
paredão e indicam se há perigo de ocorrerem tensões que provoquem
fendas.
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A potência
A
energia que pode ser fornecida por unidade de tempo chama-se potência,
e é medida em watt (W). Como as potências fornecidas pelas usinas
hidrelétricas são muito grandes, sempre expressas em milhares de
watts, utiliza-se para sua medida um múltiplo dessa unidade, o
quilowatt (kW), que equivale a 1.000 W.
A potência de uma fonte de energia elétrica pode ser calculada
multiplicando-se a tensão em volts que ela é capaz de fornecer pela
corrente em ampères que distribui. Dessa maneira, uma fonte capaz
de distribuir 1.000 A com uma tensão de 10.000 V possui uma
potência de 10 milhões de watts, ou 10.000 kW.
Uma linha de transmissão, portanto, é capaz de transportar a mesma
potência de duas maneiras: com voltagem elevada e corrente de baixa
intensidade, ou com voltagem baixa e alta corrente.
Quando a energia elétrica atravessa um condutor, transforma-se
parcialmente em calor. Essa perda é tanto maior quanto mais elevada
for a intensidade da corrente transportada e maior for a
resistência do fio condutor. Assim, seria conveniente efetuar a
transmissão da energia elétrica por meio de fios muito grossos, que
apresentam menos resistência. Porém, não se pode aumentar
excessivamente o diâmetro do condutor, pois isso traria graves
problemas de construção e transporte, além de encarecer muito a
instalação. Assim, prefere-se usar altos valores de tensão, que vão
de 150.000 até 400.000 V.
A energia elétrica produzida nas centrais não é dotada de tensão tão
alta. Nos geradores, originalmente, essa energia tem uma tensão de
cerca de 10.000 V. Valores mais altos são inadequadas, porque os
geradores deveriam ser construídos com dimensões enormes. Além
disso, os geradores possuem partes em movimento e não é possível
aumentar arbitrariamente suas dimensões.
A energia elétrica é, pois, produzida a uma tensão relativamente baixa,
que em seguida é elevada, para fins de transporte. Ao chegar às
vizinhanças dos locais de utilização, a tensão é rebaixada. Essas
elevações e abaixamentos são feitos por meio de transformadores.
O gerador
O
gerador é um dispositivo que funciona com base nas leis da indução
eletromagnética. Em sua forma mais simples, consiste numa espira em
forma de retângulo. Ela fica imersa num campo magnético e gira em
torno de um eixo perpendicular às linhas desse campo.
Quando fazemos a espira girar com movimento regular, o fluxo magnético
que atravessa sua superfície varia continuamente. Surge assim, na
espira, uma corrente induzida periódica. A cada meia volta da
espira o sentido da corrente se inverte, por isso ela recebe o nome
de corrente alternada.
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