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As inovações europeias no domínio da energia: ondas e biomassa

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As inovações europeias no domínio da energia: ondas e biomassa

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A energia das ondas tem um enorme potencial já que 75% da superfície terrestre está coberta por água. E no que toca a ondas, as ilhas Órcadas são um verdadeiro paraíso. O arquipélago britânico foi o local escolhido para testar um protótipo chamado Pinguim.

"Quando a onda passa, o casco, que é assimétrico, começa a rodar. Dentro do casco, há uma massa excêntrica que segue o movimento do casco. O movimento é reforçado por um gerador que também roda. O movimento das ondas converte-se numa rotação contínua dentro do Pinguim", explicou Timo Lotti, engenheiro eletrotécnico, da Wello Oy.

O protótipo foi instalado em 2017, a cinquenta metros de profundidade. "No último inverno, as ondas chegaram aos 18 metros. E durante períodos longos chegaram aos dez metros, mas, o sistema funcionou bem", contou David Cousins, engenheiro de controlo.

Através de cabos submarinos a energia é encaminhada para a estação e é armazenada para mais tarde ser distribuída pela rede elétrica local.

"Este sítio suporta uma produção de eletricidade de sete megawatts. Cada cabo suporta um megawatt. Além disso, a equipa que desenvolveu o protótipo gerou receitas com a quantidade de eletricidade produzida durante o período de testes", contou Lisa Mackenzie, gestora comercial do Centro Europeu de Energia Marinha.

O sistema é gerido a partir do laboratório de uma universidade local. Graças à fibra ótica, o Pinguim envia os dados aos engenheiros que controlam o sistema.

"Temos provavelmente 40 ou 50 instrumentos no Pinguim que nos permitem fazer medidas rapidamente. Temos acesso às informações de controlo e recebemos dados. Temos por exemplo, acelerómetros que nos dão informações sobre o comportamento do casco, nomeadamente, as acelerações e a direção", explicou David Cousins.

Os investigadores garantem que o Pinguim vai mudar de forma significativa o mercado da energia ondomotriz que, segundo as estimativas, vale 74 mil milhões de euros.

"Quando todas as fontes de energia e todas as tecnologias funcionarem de forma plena, penso que a Europa e o mundo vão ser muito diferentes", sublinhouTimo Lotti.

A inovação na União Europeia

O projeto é financiado pelo Conselho Europeu de Inovação, que tem como objetivo estimular o desenvolvimento de projetos inovadores na União Europeia.

Apesar de a inovação permitir enormes ganhos de produtividade, as empresas europeias gastam menos em Investigação e Desenvolvimento do que outros países.

Se o nível de inovação no mercado europeu fosse idêntico ao dos Estados Unidos, poderiam ser criados um milhão de empregos na União Europeia. Para atingir esse objetivo, o Conselho Europeu de Inovação investe 2,7 mil milhões de euros em projetos inovadores em várias áreas.

O combustível duplo nas locomotivas

Outra das inovações que deverão alterar o nosso futuro encontra-se, curiosamente, dentro de uma locomotiva com trinta anos, em Riga, na Letónia. Uma velha locomotiva foi reabilitada de modo a funcionar a gás natural. Os investigadores esperam poder contribuir para o desenvolvimento da indústria dos caminhos-de-ferro europeus.

São precisos poucos dias para instalar as 25 componentes mecânicas que permitem às locomotivas passar do gasóleo ao gás natural. O sistema permite uma redução de 15% das emissões de dióxido de carbono e de 30% das emissões de óxidos de nitrogénio graças a uma série de aparelhos inovadores.

"Esta plataforma de diesel-gás integra várias componentes. Temos sistemas de armazenamento e de compressão do gás e um sistema eletrónico para gerir o fornecimento em gasóleo e em gás. Temos uma plataforma de telemetria e temos dispositivos de segurança contra incêndios e para detetar eventuais fugas de gás", explicou Nikolay Volev, engenheiro mecânico do Digas Group.

Segundo os investigadores, graças às economias realizadas pelo novo sistema, bastam três anos para pagar o investimento na tecnologia de combustível duplo.

"As tecnologias que permitem usar dois combustíveis permitem lidar com um dos grandes desafios da indústria ferroviária, o custo dos combustíveis e os problemas ambientais. Os combustíveis representam cinquenta por cento dos custos operacionais da ferrovia. A substituição do gasóleo por gás natural pode representar uma poupança de 40%", frisou Petr Dumenko, presidente do Digas Group.

As tecnologias de combustível duplo encerram vários desafios. Os motores são sujeitos a temperaturas mais altas. Para resolver o problema, os engenheiros desenvolveram um conjunto de soluções mecânicas e informáticas inovadoras.

"O sistema de telemetria dá-nos um alerta antecipado sobre certos problemas. Esssa informação ajuda-nos a reduzir o tempo de manutenção e a melhorar a eficiência. O sistema tem também uma plataforma de Inteligência Artificial concebida para detetar e transmitir certos problemas nos motores que não podem ser identificados por outras vias", sublinhou Oleg Golevych, engenheiro de telecomunicações do Digas Group.

Na Letónia, as locomotivas a diesel têm frequemente motores ineficientes e a eletrificação total da ferrovia implicaria investimentos avultados e a longo prazo. Para o presidente da companhia de caminhos-de-ferro da Letónia, as tecnologias de combustível duplo são promissoras.

"Enfrentamos uma concorrência feroz não apenas dos transportes rodoviários mas também de outras companhias ferroviárias. Por isso precisamos de investir em tecnologias inovadoras que nos podem dar uma vantagem competitiva", afirmou Edvins Berzins, presidente do conselho de administração dos Caminhos de Ferro da Letónia.

A produção de energia a partir de lascas

Uma central na Suécia utiliza lascas de madeira como biomassa. Todos os anos, são usadas cem mil toneladas de lascas de madeira para produzir energia. Uma tecnologia inovadora está a ser testada para melhorar a eficiência e a competitividade do setor.

A central elétrica sueca usa lascas para fornecer aquecimento e água quente a vinte mil habitantes. O uso de lascas de madeira é interessante mas requer uma técnica específica porque as lascas de madeira são provenientes de várias fontes. A qualidade é desigual e, por vezes, as lascas têm pouco valor energético, estão molhadas ou sujas.

"É um exemplo dos problemas que enfrentamos habitualmente. Temos aqui as cinzas que ficam após a combustão, estão sujas, contêm areia ou pedras. Essas cinzas convertem-se numa espécie de vidro que pode perturbar o funcionamento de todo o sistema. O que nos obriga a fazer trabalhos de manutenção dispendiosos e pode mesmo levar-nos a interromper a nossa produção de energia porque somos obrigados a parar as atividades de combustão para limpar a caldeira", explicou Tommy Kindblom, gestor da empresa Norrtalje Energi, na Suécia.

Para melhorar o sistema, os investigadores europeus instalaram um analisador de biocombustível. Basta um minuto para estimar a humidade, a percentagem de cinzas, o valor energético e a quantidade areia ou pedra presente nas lascas. Num laboratório seriam precisos vários dias para avaliar toda a informação.

"É antes de mais uma questão económica. Com a nossa tecnologia, podemos ver a qualidade do biocombustível e a qualidade tem um preço. É também uma questão ambiental porque temos menos emissões e menos cinzas se usarmos um biocombustível de qualidade. E há menos trabalho de manutenção, se tivermos menos pedras, menos areia e menos sujidade na caldeira. E há menos estragos", contou Karl Wejke, gestor de vendas da empresa Mantex.

Um dos maiores desafios para os investigadores foi calibrar as lascas de madeira para que o analisador pudesse fornecer dados exatos e fiáveis. Para identificar os diferentes materiais, o sistema recorre aos feixes de raio-X.

"Os resíduos de madeira podem ser muito complexos. Há resíduos que parecem lascas outros que são como pó. É complicado calibrar o sistema porque os materiais podem ser muito diferentes uns dos outros. Este laboratório permite-nos obter as amostras adequadas e calibrar o sistema", explicou Ralf Torgrip, químico da Mantex.

De acordo com os investigadores, o próximo passo é instalar a tecnologia num tapete rolante para poder analisar grandes volumes de biomassa. A redução dos custos operacionais da tecnologia permitiria uma redução do preço da energia.

"O analisador pode ajudar-nos a poupar entre 100 mil e 150 mil euros por ano. Seríamos capazes de produzir mais energia e reduzir o trabalho de manutenção", referiu Tommy Kindblom.

A tecnologia desenvolvida pelos investigadores europeus poderá ser aplicada a outras matérias-primas usadas como biomassa como as cascas ou a palha.

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