Dessalinização de água e os processos de destilação

A destilação é basicamente um processo de transferência de calor. O problema fundamental da Engenharia, nesse caso, é encontrar maneiras de transferir grandes quantidades de água, vapor e calor da forma mais econômica possível.

O processo conceitual básico de destilação é mostrado na figura abaixo.

Esquema conceitual de um processo convencional de destilação. Fonte: adaptado de USBR (2003). Retirado do livro Dessalinização de águas, publicado pela editora Oficina de Textos.

No processo de destilação, os sólidos dissolvidos e os sais não voláteis permanecem em solução, sendo a água vaporizada quando a solução salina é fervida. A água que se forma quando o vapor de água condensa em uma superfície mais fria é quase pura e fica praticamente livre dos sólidos dissolvidos, os quais permanecem no concentrado.

Ao analisar a acima, pode-se deduzir que é necessário um aporte de energia de 645 kWh para que um processo convencional de destilação possa produzir 1,0 m3/h de água dessalinizada.

Segundo a Aneel (2011), o custo médio, no Brasil, da energia elétrica para o setor industrial varia de região para região. Por exemplo, na região Sudeste era de aproximadamente R$ 0,25/kWh em outubro de 2010. Utilizando esse valor, o custo para produzir 1,00 m3 de água destilada por meio de processo convencional de destilação seria de R$ 161,25/m3 (US$ 80,63/m3), ou seja, aproximadamente R$ 0,16/L, apenas no que se refere ao custo de energia elétrica.

Ressalte-se que o custo de energia elétrica para consumo residencial em São Paulo, incluindo impostos (que são variáveis por faixas de consumo), era em média de R$ 0,44/kWh, de modo que, em pequena escala, o custo passava a ser de R$ 283,80/m3 (US$ 137,10/m3), ou cerca de R$ 0,28/L. Ou seja, em qualquer um dos casos, o custo era considerado excessivamente alto.

É claro que ninguém produz água por dessalinização a um custo tão alto. Portanto, mundialmente falando, por essas razões econômicas buscam-se processos que obtenham uma produção maior do que a anteriormente reportada, ou seja, busca-se um menor consumo de energia.

Três diferentes processos de destilação foram desenvolvidos com esse objetivo:

processo DME = destilação por múltiplo efeito (em inglês, MED)

processo MEF = destilação por multiestágio flash (em inglês, MSF)

processo DCV = destilação por compressão de vapor (em inglês, VC)

Fonte da informação: http://www.comunitexto.com.br/17107-2/#.VnH9p0uc87o

Curso de Geografia da UFVJM convida para Aula Inaugural: Energia de Biomassa: implicações ambientais, sociais e econômicas

A energia que vem dos átomos

Albert Einstein

Você sabia que foi Albert Einstein quem descobriu o conceito no qual se baseia a produção de energia nuclear? Ele deu a dica quando formulou o princípio da equivalência de energia e massa. Depois, outros cientistas (Otto Hahn, Fritz Strabmann e Lisa Meitner) observaram que, durante reações nucleares, ocorre transformação de massa em energia.

Mas é preciso diferenciar: reações nucleares não são a mesma coisa do que reações químicas. Nas reações químicas há mudanças na eletrosfera, quebra e formação de ligações e uma reorganização dos átomos, mas os núcleos continuam os mesmos e os elementos são preservados. Já nas reações nucleares, o núcleo do átomo sofre alterações e, no final do processo, esse elemento químico se transformou em outro.

Fissão e fusão nuclear

Existem dois tipos de reações nucleares que liberam energia: a fissão nuclear e a fusão nuclear.

Na fissão nuclear, o núcleo atômico se subdivide após ser bombardeado por um nêutron, provocando uma reação em cadeia que libera mais nêutrons, emite radiação e produz uma enorme quantidade de energia em frações de segundos. Na fissão, são usados isótopos de urânio ou plutônio, dois elementos bastante pesados, ou seja, que possuem muitos prótons e nêutrons. Com seus reatores, as usinas nucleares controlam esse processo e aproveitam o calor liberado para produzir energia elétrica.

Usina de Angra dos Reis. Foto: Rodrigo Soldon

Já na fusão ocorre o inverso: dois ou mais núcleos se unem para formar um só. Para provocar esse tipo de reação, usa-se como combustível os gases deutério e trítio, duas formas de apresentação do hidrogênio, o mais leve dos elementos químicos. Na fusão, uma grande quantidade de energia é produzida. No entanto, é muito difícil provocar essa reação, pois, para que os núcleos se choquem, as temperaturas precisam estar muito, muito altas mesmo.

Sol. Foto: Nasa.

Essa tecnologia está em desenvolvimento e ainda não existem reatores capazes de controlar a fusão de maneira segura. Os reatores de fusão ganharam grande destaque na imprensa porque oferecem importantes vantagens em relação a outras fontes de energia. Eles utilizarão fontes de combustível abundantes, não apresentarão fuga de radiação acima dos níveis normais e produzirão menos lixo radioativo. No momento, os reatores de fusão estão em estágio experimental em vários laboratórios pelo mundo. Mas, por enquanto, nós, da Terra, aproveitamos a energia proveniente da fusão nuclear de apenas um grande e potente reator: o sol!

Como quase todas as coisas, a utilização de energia nuclear apresenta vantagens e desvantagens. Dentre as vantagens, está o fato de ser pouco poluente, não depender de condições climáticas e produzir muita energia em um espaço pequeno. Além disso, a instalação de usinas perto dos centros consumidores reduz o custo de distribuição de energia.

No entanto, o processo de geração de energia nuclear é caro e envolve muitos riscos. A radioatividade pode causar danos irreparáveis ao homem e à natureza, e as consequências de um acidente nuclear serão sentidas por várias gerações, já que os elementos demoram muito tempo até que deixem de ser radioativos. Além disso, o que sobra das reações nucleares é um resíduo altamente tóxico e difícil de ser armazenado.

Energia solar. Foto: Marcelo Braga

Todas essas questões estão sendo bastante discutidas e o assunto é o que se pode chamar de polêmico: algumas pessoas são a favor do uso da energia nuclear e apóiam a construção de novas usinas e o investimento em pesquisas nesse ramo; outras acreditam que deve-se investir em novas formas de energia alternativa consideradas mais seguras, como a eólica e a solar. E você, o que acha?

Consultoria científica:

Luís Victorino – Museu da Vida

Para saber mais:

http://www.eletronuclear.gov.br/tecnologia/index.php?idSecao=2&idCategoria=19

http://www.greenpeace.org/raw/content/brasil/documentos/nuclear/verdades-e-perigos-da-energia.pdfhttp://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/energia.pdf

Alemanha bate recorde em energia solar

Segundo dados da Associação da Indústria Solar Alemã (BSW, na sigla em alemão), publicados no início de janeiro de 2013, a produção de energia elétrica por meio de placas fotovoltaicas aumentou 45% no ano passado em comparação com 2011.

Em 2012 a Alemanha gerou aproximadamente 28 bilhões de quilowatt-hora (kWh), utilizando 1,3 milhões de sistemas fotovoltaicos e fornecendo energia elétrica para oito milhões de casas. Isso significa que a parcela no fornecimento energético do país quadruplicou nos últimos três anos.

Entre os benefícios do investimento em energia solar estão a queda dos custos na compra de painéis em até 50%, e a possibilidade de incrementar o uso de baterias para o armazenamento, além de sistemas de administração, deixando esta forma de energia disponível durante todo o dia.

A associação também estabeleceu a meta de aumentar a participação no mercado de energia solar para 10% até 2020 e pelo menos 20% até o ano de 2030.

Apesar dos investimentos, o consumidor alemão deverá pagar mais pela energia elétrica este ano. Para financiar o custo da mudança energética do país para uma matriz renovável, cada quilowatt-hora passou de 3,59 para 5,30 centavos de euro, que custará por ano aproximadamente 185 euros a mais para cada família do País.

Enquanto isso, no Brasil…

Embora tenha sido considerado o 10° país com maior potencial para investir em energias renováveis, o Brasil ainda tem poucos projetos no setor. Apesar da recente regulamentação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), que permite o pleno funcionamento do sistema fotovoltaico conectado à rede, assim como o sistema de compensação energético, poucos consumidores adotaram esses métodos para produzir energia. Uma das vantagens oferecidas pela empresa foi a permissão para os pequenos produtores pagarem apenas uma taxa mínima em sua conta de luz, referente a acessibilidade a rede de distribuição elétrica. Até 2011, a produção energética por meio de sistemas fotovoltaicos era de 40 e 60 MWh, dos quais 50% destinados para os sistemas de telecomunicações e 50% para os sistemas de energia rural, segundo dados da ANEEL.

Fontes: Energy Market Price/Terra

Fonte: http://www.ofitexto.com.br