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Fontes Alternativas de Energia - Usinas Osmóticas (EL047)

Um conceito bastante interessante de usina, explorado em artigos de diversas revistas dos anos 70 é o de usinas elétricas baseadas no fenômeno da osmose, bastante estudado em química. Neste artigo abordamos novamente esta proposta que, com as tecnologias mais modernas de nossos dias, pode se tornar viável para a produção de energia em média e talvez até grande escala.

O fenômeno da osmose é bastante conhecido de quem estudou química. Colocamos em dois recipientes separados por uma membrana semi-permeável duas soluções com concentrações diferentes, conforme mostra a figura 1. Observamos então que ocorre então um fluxo da água no sentido da solução de maior concentração. Diz-se de forma técnica que ocorre um fluxo de água da solução hipotônica (menor concentração) para a solução hipertônica (de maior concentração).

 

Figura 1- Fluxo de água através de membrana semipermeável
Figura 1- Fluxo de água através de membrana semipermeável

 

A membrana semipermeável é uma membrana que possui orifícios largos o bastante para permitir a passagem das moléculas de água, mas não o suficiente para deixar passar as outras moléculas que são maiores.

O movimento ocorre no sentido das soluções se equilibrarem, ou seja, apresentarem a mesma concentração. Se deixarmos o fenômeno ocorrer por um certo tempo, notaremos que o desnível entre os líquidos dos recipientes se acentua até o momento em que ocorre um equilíbrio que é dado pela pressão osmótica, conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2 - Condição de equilíbrio dada pela pressão osmótica
Figura 2 - Condição de equilíbrio dada pela pressão osmótica

 

Como este fenômeno pode ser aproveitado para se gerar energia?

 

Aproveitando o fenômeno

A idéia parte do fato de que a água doce, disponível em rios, lagos e da chuva e a água do mar são soluções que possuem concentrações bem diferentes.

Isso significa que se tivermos um reservatório com água doce e um reservatório com água do mar, separados por uma membrana semipermeável, entre eles vai ocorrer um fluxo de água, conforme mostra a figura 3.

 

Figura 3
Figura 3

 

A idéia é então construir duas barragens, uma para a água do mar e outra para uma fonte de água doce, não precisando haver entre elas desnível. Como entre a barragem da água do mar e o espaço para onde flui a água doce existe uma membrana semipermeável, o desnível é criado automaticamente pelo fluxo da água doce que flui para o mar, conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4
Figura 4

 

Para que se tenha uma idéia de quanta energia pode ser gerada pelo sistema, a água do mar equilibra a pressão da água doce numa membrana semipermeável com 175 libras por polegada quadrada ou o equivalente a aproximadamente 12 kg por centímetro quadrado. É um bocado de potência disponível.

Assim, a energia pode ser gerada por uma turbina que seja alimentada pelo fluxo de água doce, o qual é equilibrado de modo a ser igual ao fluxo através da membrana, mantendo o desnível.

Evidentemente, o processo exige um bom controle e as dimensões da membrana devem ser suficientemente grandes para manter o fluxo num valor alto, de modo a compensar a água que flui para o espaço médio.

 

Conclusão

É uma forma bastante interessante (e limpa) de se obter energia elétrica. No entanto, as dificuldades técnicas no sentido de se obter membranas eficientes que possam transferir grandes quantidades de água rapidamente é um obstáculo a ser vencido.

Na foto temos uma usina experimental por osmose que funciona na Noruega.

 

 

Quem sabe no futuro, nos locais em que não existem desníveis entre as fontes de água doce e a água do mar, o que impede a construção de hidroelétricas convencionais, esse tipo de usina possa ser utilizado de forma eficiente.

 

 

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