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quarta-feira, 24 de outubro de 2018

Como reinventar uma usina gigante movida a carvão para produzir energia verde?

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O Reino Unido planeja acabar com a eletricidade a carvão até 2025. O que acontecerá com as enormes fábricas deixadas para trás? Uma instalação é pioneira na conversão para a energia verde.
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BBC
Por BBC 

Postado em 24 de outubro de 2018 às 14h00m 
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A conversão da usina de energia Drax - de carvão em biomassa - custou R$ 3,8 bilhões — Foto: Chris Baraniuk  

No trem em direção a um dos últimos locais do Reino Unido que ainda queimam carvão para produzir energia, passo por três fazendas solares. Também passo pela usina de carvão de Eggborough, que parou suas operações. Não há fumaça saindo de suas gigantes torres de resfriamento. Ela será fechada em setembro.

Mas a usina que vou visitar é diferente. Seu nome é Drax, por causa de um vilarejo de mesmo nome, e trata-se da maior usina de energia da Europa Ocidental. Em 2023, seus donos vão parar completamente de queimar carvão. Eles esperam que, em vez disto, a instalação consumirá apenas gás natural e biomassa – no caso, aglomerados de madeira triturados.

A União Europeia tem metas para reduzir a poluição nas próximas décadas e há a previsão de se fechar as usinas de energia a carvão em vários países para cumprir os objetivos. No Reino Unido, o governo planeja interromper a geração de eletricidade por carvão até 2025.

Uma história parecida ocorre em vários lugares no mundo. Muitas nações, incluindo os Estados Unidos, estão se afastando da energia a carvão à medida que outras fontes de energia se tornam mais baratas e as regulações ambientais esfriam o mercado de combustíveis fósseis.

Mas isso deixa uma grande questão: o que fazer com todas as antigas usinas?
No último século, essas unidades tiveram grande importância para o mercado global de energia. As usinas têm conexões caras a redes nacionais – e simplesmente derrubá-las pode não ser a medida mais inteligente. Muitas pessoas, incluindo os administradores da Drax, insistem que há outras saídas.

A dimensão da Drax é imponente. De cada lado das enormes construções que abrigam suas caldeiras e turbinas, estão seis torres de resfriamento. Um vapor branco segue em direção ao céu. No centro da instalação, está uma chaminé de 259 metros. E nos fundos, uma enorme pilha de carvão - o volume do depósito, no entanto, já é menor do que em tempos passados, segundo a equipe da usina.

O carvão é deixado ali até que seja levado para a estação de energia em correias transportadoras. Depois, é moído e queimado em altíssimas temperaturas. O forno aquece a água, transformando-a em vapor, que passa por um complexo sistema de tubulações e gira as turbinas a uma velocidade constante de 3.000 rotações por minuto. É uma maneira fácil de produzir eletricidade. Mas é uma maneira suja.

Mudança energética
Os dias do carvão na geração de eletricidade estão contados. Em abril, o Reino Unido ficou mais de três dias seguidos sem nenhuma energia produzida por carvão - uma redução que aconteceu muito mais rápido do que o esperado. Essa tendência significa que desde o início de 2018, o país tem conseguido um total de 1.000 horas sem energia a carvão, ultrapassando o nível do ano passado.

"Em 2012, a geração de energia por carvão foi de 45% do total da matriz energética", disse Matthew Gray, do think tank Carbon Tracker. "Hoje, a quantidade é muito baixa".

Da perspectiva de um operador da usina, no entanto, substituir o carvão não é fácil. Isso porque a biomassa é mais complexa de se manusear, explica o CEO Andy Koss.

"Ela entope as coisas", diz Koss, lembrando de como as primeiras tentativas de mover a biomassa em transportadoras de carvão resultou em pedaços de madeira se desintegrando e virando poeira. A biomassa também precisa ser mantida seca o tempo todo, diferentemente do carvão.

O material também pode explodir à medida que se oxida, por isso, as pilhas devem ser constantemente verificadas quanto ao aumento de temperatura. A Drax gastou £700 milhões (R$ 3,8 bilhões) para garantir que a biomassa pudesse ser transportada por trajetos protegidos da chuva na usina.

E a estação de energia já investiu em quatro cúpulas, cada uma com 50 metros de altura, para depositar a biomassa. Todos os dias, 16 trens chegam lotados e depositam novos pedaços de madeira para garantir que o abastecimento da instalação permaneça no nível máximo.

Os vagões passam por galpões que se abrem automaticamente por meio de um mecanismo magnético. Os aglomerados de madeira passam por uma grade e são jogados em um depósito antes de serem levados para as cúpulas para o armazenamento temporário.

Em termos de operações de biomassa, "eu diria que é a maior do mundo", afirma Koss. Na minha visita, a Drax tinha capacidade de produção de 2 gigawatts tanto com carvão quanto com biomassa. Ela agora completou sua quarta unidade de geração de energia por biomassa. As duas restantes vão, ao fim da adaptação, queimar gás.

A Drax tenta se apresentar como uma alternativa do que pode ser feito com as velhas usinas de carvão - nos lugares onde houver muita vontade e, de fato, dinheiro para pagar pelas conversões. Muitas unidades pequenas de carvão nos EUA recentemente se converteram para queimar gás - uma forma mais barata de transição do que para a biomassa.

E a Drax quer construir grandes baterias no local para estocar eletricidade. Há outros projetos semelhantes ao redor do mundo. Uma empresa canadense, a Hydrostor, desenvolveu projetos para transformar as antigas usinas de carvão em baterias de compressão de ar. O ar pode ser liberado para forçar a turbina da usina a se mover quando a eletricidade for necessária.

Há muitas outras ideias para reinventar antigas unidades de carvão. Em 2016, a China anunciou seus planos de converter algumas de suas instalações em estações de energia nuclear - embora não existam muitas notícias sobre o desenrolar das propostas desde então.

Na Dinamarca, a usina de carvão de Copenhagen será transformada em uma unidade 100% de biomassa. E no telhado de um incinerador, está sendo construída uma área de lazer com uma pista de esqui artificial.

Nem todas as conversões de usinas de carvão estão servindo à produção de energia. O Google está transformando uma unidade antiga no Alabama, nos EUA, em um centro de dados.

Rei do carvão
Também é verdade que, em alguns lugares, o carvão ainda se mantém forte. Embora tenha abandonado mais de cem usinas de carvão, a China ainda se baseia fortemente nos combustíveis fósseis como fonte de energia.

E a Alemanha, que decidiu fechar todas as estações de energia nuclear, atualmente produz mais de um quinto de sua energia a partir do carvão, incluindo o lignito – um tipo de carvão ainda mais poluente.

Um mapa interativo das estações de carvão no mundo do site ambiental CarbonBrief revela grandes usinas fechando nos Estados Unidos e na Europa Ocidental, mas muitas novas em construção na Ásia.

Enquanto isso, alguns mercados questionaram o carvão e depois retornaram a ele. Em 2015, o governo de New South Wales, na Austrália, vendeu grandes instalações de carvão. Ao mesmo tempo, políticos acreditaram que a unidade seria fechada em dez anos, mas os preços da eletricidade na região escalaram. A usina está agora avaliada em cerca de R$ 2,1 bilhões e seus novos donos não têm planos de fechá-la tão cedo.

No entanto, a fé depositada no carvão pode nem sempre ser recompensada. Na Polônia, a gigante da energia PGE tem investido pesado em infraestrutura de carvão, na esperança de continuar lucrando ainda por muitos anos com o mineral. Mas isso custa centenas de milhões de dólares num momento em que as energias renováveis, principalmente eólica e solar, estão rapidamente barateando.

Também é preciso se questionar o quão verde é, de fato, a conversão de algumas usinas de carvão.

É o caso da biomassa. Embora os pedaços de madeira liberem carbono quando são queimados, a biomassa é promovida como "verde" porque as árvores cortadas podem ser substituídas ao longo do tempo, posteriormente sequestrando o carbono da atmosfera.

Mas nem todos concordam que isso realmente a torne uma fonte de energia neutra em carbono. Até mesmo a página 33 do relatório anual da Drax revela que a biomassa libera mais CO2 por unidade de eletricidade gerada do que o carvão.

Repetindo os principais argumentos a favor da biomassa, um diretor da Drax afirma que isso é compensado pela reposição das florestas que forneceram a biomassa. Diz ainda que, depois de contabilizar as florestas reabastecidas e as emissões da cadeia de suprimentos, o uso de biomassa representa 80% menos CO2 emitido na comparação com o que seria liberado se o carvão tivesse sido usado.

Mas leva décadas até as árvores crescerem. Além disso, em escala global, as florestas estão se reduzindo em tamanho total. A capacidade das florestas mundiais de reabsorver o CO2 atmosférico está cada vez menor, e não maior.

"Concordo que isso seja ruim", diz Koss. Mas com relação ao desmatamento, ele insiste, isso "está ocorrendo fora de nossas áreas de abastecimento. Não estamos relacionados a nada disso".

Mas isso não é suficiente para convencer alguns ambientalistas. Especialistas ressaltam que precisamos cortar as emissões já, e não nas próximas décadas quando as árvores crescerem.

A Drax espera mitigar suas emissões de outra forma: com uma tecnologia de um piloto de armazenamento de captura de carbono de bioenergia (BECCS). Nesse caso, gases da queima de biomassa na usina irão, se tudo seguir como previsto, passar por um solvente que reage com o CO2, capturando-o antes que ele entre na atmosfera. Esse CO2 pode, então, ser restaurado para que o solvente possa ser usado na captura repetidas vezes.

Pode haver claramente vida após o carvão. Mas se quisermos aproveitar ao máximo essas velhas instalações, precisamos ser competentes, ter uma mentalidade verde e estar preparados para pagar antecipadamente por resultados importantes.

O carvão produziu energia por muitas décadas no mundo. Foi um símbolo da Revolução Industrial. Em vez de simplesmente varrê-lo para longe, poderíamos nos beneficiar do uso inovador das estruturas que a grande indústria está deixando para trás. 

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A estudante que descobriu por acidente um metal extremamente raro na Terra

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O reidite é mais raro do que ouro e diamante. Ele só se forma em rochas que sofrem uma grande pressão, criada pelo impacto de materiais vindos do espaço.
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BBC
Por BBC 

Postado em 24 de outubro de 2018 às 13h45m 

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Morgan Cox descobriu o mineral reidite em uma cratera da Austrália - até hoje, o mineral só foi encontrado em seis lugares na Terra — Foto: Aaron Cavosie/Universidade de CurtinMorgan Cox descobriu o mineral reidite em uma cratera da Austrália - até hoje, o mineral só foi encontrado em seis lugares na Terra — Foto: Aaron Cavosie/Universidade de Curtin

Morgan Cox, estudante da Escola de Geologia e Ciências Planetárias da Universidade de Curtin, na Austrália, descobriu um mineral muito estranho dentro de uma cratera no oeste australiano.

O mineral, chamado reidite, é mais raro que ouro e diamante. Ele só se forma em rochas que sofrem uma grande pressão, criada pelo impacto de materiais vindos do espaço.

O reidite começa a ser formado como um mineral comum, o zircão, e muda após a pressão gerada pelo impacto das rochas espaciais. Só foi encontrado em seis crateras na Terra, explica a universidade em seu site.

Essa é a primeira vez que este raríssimo mineral é encontrado na Austrália.
O descobrimento do reidite na Austrália ocorreu quando Morgan Cox sugeriu reexaminar amostras retiradas da cratera Woodleigh, na Austrália, há 17 anos.

"Quando voltamos a estudar essas rochas, dispunhamos de ferramentas melhores do que há vinte anos. Assim, encontramos partículas microscópicas do reidite", assinalou Aaron Cavosie, supervisor da pesquisa da universidade.

"Isto nos deu um indício da enorme pressão que sofreram essas rochas quando ocorreu o impacto."

"Esta é uma grande história, porque Morgan Cox não é uma pesquisadora graduada, mas uma estudante conduzindo um projeto especial", afirmou Aaron Cavosie.

O especialista explicou que ninguém procura reidite. Sempre que o mineral é encontrado "é quase por acaso".

"Morgan termina seu projeto conosco este ano e quer fazer um doutorado em Ciências Planetárias. Não posso imaginar um começo melhor para sua carreira", disse.

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Missão BepiColombo: as tecnologias revolucionárias criadas para resistir às temperaturas extremas de Mercúrio

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Mais de 80 empresas de 12 países desenvolveram tecnologia de ponta para que a missão resista às condições extremas do planeta mais próximo do Sol.
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BBC
Por BBC 

Postado em 24 de outubro de 2018 às 12h35m 
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BepiColombo vai demorar sete anos para chegar a Mercúrio — Foto: ESABepiColombo vai demorar sete anos para chegar a Mercúrio — Foto: ESA

Trata-se de uma missão espacial tão ambiciosa que 85% de sua tecnologia é inédita.
O objetivo é chegar a Mercúrio, o planeta menos estudado do Sistema Solar. Segundo a Agência Espacial Europeia, entrar na atmosfera do planeta é como entrar em um forno de temperaturas extremas – elas vão de -173 ºC a 426 ºC.

Na tarde do último sábado, foi lançada a missão BepiColombo, cujo nome homenageia Guiseppe "Bepi" Colombo (1920-1984), o matemático, engenheiro e físico italiano que dedicou grande parte de sua vida ao estudo de Mercúrio. Colombo trabalhou com a NASA (a agência espacial americana) em uma missão anterior ao planeta.

A missão BepiColombo é um projeto das agências espaciais da Europa e do Japão com cooperação da Rússia e dos Estados Unidos. É a terceira enviada a Mercúrio.

"Ir até Mercúrio é muito complicado; é preciso mais energia do que para ir até Plutão", afirma Mauro Casalo, chefe de desenvolvimento do setor científico da missão.
Missão fará manobras ao redor de Venus para chegar a Mercúrio na velocidade correta — Foto: ESAMissão fará manobras ao redor de Venus para chegar a Mercúrio na velocidade correta — Foto: ESA

Será necessária uma complexa manobra de freios e sobrevoos a vários planetas para chegar à órbita de Mercúrio.

Estudar o planeta a partir da Terra é muito difícil. "As observações a partir da Terra são quase impossíveis, porque Mercúrio está tão próximo do Sol que a estrela o oculta totalmente", explica Casale.

A tecnologia que não existia
Mais de 80 empresas de 12 países desenvolveram a tecnologia de ponta necessária para a missão.

"Não existia a tecnologia para sobreviver às condições extremas de Mercúrio, especialmente para as temperaturas", explica Santa Martínez, coordenadora de processamento científico da BepiColombo.

E não são apenas as temperaturas que são extremas. "A radiação solar no planeta tem dez vezes a intensidade da radiação solar que temos na Terra", diz Martínez. "As radiações infravermelha e ultravioleta também são muito elevadas e há ventos solares que podem chegar a 400 km por segundo."
Camadas de isolamento térmido são aplicadas à mão — Foto: ESACamadas de isolamento térmido são aplicadas à mão — Foto: ESA

A nova tecnologia inclui os painéis solares dos três componentes da missão, dos satélites e orbitadores e um módulo de transferência que usa propulsão elétrica para impulsioná-los.

"O painel solar do orbitador europeu tem uma mistura de célular solares e refletores para que não esquente tanto", afirma Martínez.
A pintura da antena também é especial, com o objetivo de conservar o calor branco para uma máxima reflexividade, e há condutores especiais que dissipam o calor.

"Outra coisa que foi desenvolvida especialmente para a missão é uma manta de isolamento com muitas camadas, que em inglês se chama multilayered insulatio. Todas as partes do satélite são recobertas com esse tipo de material para haver isolamento térmico", afirma a cientista.

Nove sobrevoos
A viagem a Mercúrio demoraria seis meses se fosse feita sem escalas, mas a BepiColombo fará uma série de manobras e vai demorar 7 anos para chegar ao planeta.

"Se fizéssemos um voo direto, chegaríamos tão rápido que não seríamos capazes de colocar os satélites em órbita ao redor do planeta", afirma Sara de la Fuente, coordenadora de planejamento científico e de operações da BepiColombo.

"Primeiro, teremos uma órbita muito semelhante à da Terra, teremos que reduzi-la e desacelerar o satélite também, até chegar a uma velocidade de quase zero em relação ao planeta", explica.
Missão tem três componentes: o módulo de transferência (esq.) usa propulsão elétrica para impulsionar os satélites e orbitadores (dir.) — Foto: ESAMissão tem três componentes: o módulo de transferência (esq.) usa propulsão elétrica para impulsionar os satélites e orbitadores (dir.) — Foto: ESA

As primeiras missões não chegaram tão perto quanto a BepiColombo deve chegar.
A Mariner 10 passou por Mercúrio, mas não chegou a orbitá-lo.

A Messenger foi lançada em 2004, chegou ao planeta em 2011 e o orbitou até 2015, quando, então, acabou seu combustível. O satélite ficou a uma distância de 15 mil km de Mercúrio.

Já a BepiColombo deve conseguir explorar outras regiões do planeta a uma distância bem mais próxima: de 1,5 mil km.

Para poder colocar os satélites em órbita, a missão vai precisar fazer manobras de sobrevoo usando as gravidades dos planetas. Serão nove sobrevoos: um da Terra, dois de Vênus e seis de Mercúrio.
Missão recebeu nome do cientista italiano Giuseppe Colombo — Foto: ESAMissão recebeu nome do cientista italiano Giuseppe Colombo — Foto: ESA

Assim que estiver em órbita, o satélite vai se dedicar principalmente a estudar o entorno de Mercúrio e seu campo magnético.
Já o satélite europeu vai se dedicar a estudar mais o planeta em si mesmo, a superfície e sua morfologia.

Para Sara de la Fuente, essa é uma oportunidade "única porque vamos poder obter o que chamamos de medições de dois pontos, com ambos os satélites a diferentes distâncias".

Mistérios
Mercúrio é um dos planetas menos conhecidos do Sistema Solar. Os pesquisadores esperam que a BepiColombo ajude a decifrar alguns dos muitos mistérios em torno do planeta.

"É um planeta muito peculiar. Como está muito perto do Sol, tem características que os outros planetas do Sistema Sola não têm", diz Casale.
Assim como a Terra, Mercúrio tem um campo magnético, mas bem mais fraco — Foto: NasaAssim como a Terra, Mercúrio tem um campo magnético, mas bem mais fraco — Foto: Nasa

"Ele tem, por exemplo, um campo magnético, como a Terra, que não existem Marte ou em Vênus. Isso significa que a estrutura interna do planeta tem características que se pensava não serem compatíveis com a proximidade com o Sol, porque precisa de um componente líquido que não achávamos que existia", afirma a cientista.

O campo magnético de Mercúrio é muito pequeno, só 1% do da Terra, e é deslocado em relação ao centro do planeta, algo que não acontece no nosso planeta, segundo Casale.

A missão Messenger detectou a presença de gelo nos polos de Mercúrio. Uma das tarefas de BepiColombo será confirmar esses depósitos e determinar sua quantidade e composição, além de descobrir se eles vêm de cometas ou se têm outra natureza.

Encolhido
"Há muitas outras características de Mercúrio que são muito especiais. É um planeta que encolheu, que perdeu parte do seu tamanho ao esfriar", afirma Casale. "Pense em um planeta em sua forma inicial como uma bola de fogo que pouco a pouco esfriou e perdeu parte de seu volume. É algo que ainda não entendemos bem."

"Também detectamos uma quantidade de material volátil que parece ser incompatível com a proximidade de Mercúrio ao Sol. Isso parece indicar que o planeta se formou em um lugar muito mais longe do Sol e depois se movimentou de forma misteriosa ao local onde está atualmente. Tudo isso deve ser pesquisado."

O estudo de Mercúrio é também a chave para entender a evolução do Sistema Solar e de seus planetas, incluindo a Terra.

"E podemos extrapolar esse conhecimento para o que passa nos planetas fora do Sistema Solar, já que há muitos que estão a uma distância de seu sol muito parecida com a de Mercúrio e o Sol", afirma Casale.

"O fato de que Mercúrio ter um campo magnético é fundamental para procurar por planetas onde possa haver vida como a conhecemos, porque esse campo magnético é o único mecanismo que nos protege do vento solar."

A missão tem um custo estimado de cerca de 1,65 bilhões de euros (R$ 7 bilhões) e vai ser concluída com a colisão dos módulos em Mercúrio em 2027 ou 2028.

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