As Fontes de Energia

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O SNL (Laboratório Nacional Sandia, EUA) está realizando pesquisas com turbinas tendo a base S-CO2 (dióxido de carbono) supercrítico (quando submetido à pressão e temperatura acima do seu ponto crítico, a densidade do S-CO2 fica próxima a de um líquido).

Utilizando o S-CO2 como fluído de trabalho para o ciclo fechado de Brayton em vez de vapor (ciclo de Rankine), temos grande aumento na sua eficiência para a conversão de energia térmica em elétrica. O principal motivo do aumento da eficiência é o uso do S-CO2 que exige menos trabalho para converter a energia térmica em elétrica, independentemente da fonte térmica utilizada (gás natural, carvão, entre outras).

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Vantagens

- Menor tamanho em relação ao sistema de vapor (custo de capital reduzido);

- O aumento da eficiência, resultando em aumento da produção de eletricidade para mesma potência térmica;

- A melhoria do ambiente de redução de gases com efeito estufa;

- Vastamente reduz o consumo de água;

- Resfriamento a seco / adequado para ambientes áridos.

Entretanto, antes de podermos confirmar essas vantagens citadas, o SNL vai enfrentar a missão de comprovar que esse sistema é realmente viável, tendo que desenvolver um sistema totalmente operacional obtendo 10MW.

Essa meta foi estabelecida para ser concluída até o fim do ano fiscal de 2019, segundo o SNL.

Reator à fusão (Lockheed Martin)

O reator à fusão compacto que está sendo desenvolvido pela Lockheed Martin ainda é um protótipo, estimado para ser concluído em alguns anos.

Não podemos confundir fusão com a fissão nuclear.

Fissão é o bombardeamento do núcleo de um átomo instável como, por exemplo, um nêutron que após a colisão libera uma grande quantidade de energia, em seguida são liberados novos nêutrons que vão colidir com novos núcleos, causando o que é denominado como reação em cadeia.

Fusão nuclear é a união de núcleos atômicos pequenos, que formam núcleos maiores e mais estáveis. Esse processo requer muita energia para ocorrer e acaba liberando uma quantidade muito maior do que consome. Temos que lembrar também que a fusão é um processo muito mais limpo que a fissão, e pode chegar a gerar de 3 a 4 vezes mais energia que sua contraparte.

O primeiro projeto com essa visão foi com o dispositivo Tokamak (União Soviética), que também serviu como base para o Reator a Fusão. Um projeto similar ao Tokamak está sendo construído na França, mas suas instalações necessitam ser muito grandes e pode obter energia somente para uma escala experimental.

Tokamak (câmera toroidal magnética) é um reator experimental de fusão nuclear. No Brasil, temos uma unidade de pequeno porte (Experimento Tokamak Esférico-ETE) que está sendo utilizada para estudos da engenharia de fusão. Os Tokamak produzem plasma e trabalham com ele confinado magneticamente no formato toroidal (figura geométrica tridimensional, definida por uma superfície circular plana de raio r, em torno de um raio R, similar a uma câmara de pneu).

Esses reatores Tokamak necessitam que o plasma se mantenha em ordem de 10^8ºC e com uma corrente na ordem de 10^7A, sendo que a unidade de teste construída no Brasil trabalha com uma corrente em torno de 50KA em pulsos de 5-10 ms e com campo magnético em torno de 0.4T.

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Projeto Tokamak original

O princípio de funcionamento para o reator seria o aquecimento de um gás sob pressão (hidrogênio) até a separação de íons e elétrons. Quando aquecidos suficientemente, os íons perdem sua capacidade de repulsão e começam a se unir. Isso seria o mesmo processo que acontece no sol (fonte de inspiração para o projeto).

A Lockheed Martin está desenvolvendo um modelo compacto de um reator a fusão, que será liberado a energia aos poucos de forma que poderá ser utilizada.

O reator conpacto seria do tamanho suficiente para caber em um caminhão e seria capaz de gerar energia suficiente para abastecer uma cidade de 100.000 pessoas. Utilizando as pesquisas obtidas durante 60 anos, a Lockheed Martin deseja que seus reatores sejam dez vezes menores, para isso vão utilizar uma grande fração da pressão do campo magnético ou até mesmo todo o seu potencial.

Segundo o chefe de pesquisa do Skunk Works (divisão de pesquisa responsavel pelo o reator a fusão compacto da Lockheed Martin) Dr. Thomas McGuire por causa do seu formato tubolar o RC (reator conpacto) pode superar os reatores anteriores que tinham um limite de plasma que poderiam suportar.

Os reatores Tokamak não podendo reter o plasma exigem que suas estruturas sejam de grande porte, já o RC armasenaria o plasma em nas suas camaras toroidal, mantendo ele sobre controle, com uma pressão menor que nos tokamak, o RC também estaria gerando uma quantidade de plasma menor.

O conseito que está sendo utilizado é o mesmo que uma garrafa magnética. A garrafa é capaz de suportar temperaturas extremamente altas. E contendo a reação, pode-se liberar a energia produzida de forma que poderá ser utilizada.

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Por seu tamanho se comparar á uma turbina de uma avião o RC poderá ser finalizado mais rapidamente acredita a equipe que está trabalhando no projeto, pois gastariam muito menos tempo para criar um prototipo, pois em vez de levar alguns anos para construir um conseito ele levaria somente alguns meses.

Os campos que podera ser utilizado o RC seria muito divercificado de motores para aviões, naves espaciais, navios e abastecer cidades inteiras. Poderia ser utilizado para uma serie de aplicações.

Ainda por seu desenvolvimento ser muito precoce não podemos afirmar suas desvantagens, mais já não podemos dizer que é uma tecnologia 100% limpa, pois a fusão nuclear libera lixo radiotivo, mesmo sendo mais prejudicial que no processo de fissão, mais esse lixo estaria inofencivo dendo de uma decada aproximadamente.

Já suas vantagens, seriam “incalculaveis”, pois após o exito com o RC poderia ser obtida uma gama muito grandes de equipamentos ou surgiria muitos