Projecto

Neste projecto, temos como objectivo sensibilizar a comunidade escolar para este problema, para que, cada vez mais, e com maior seriedade, se comecem a tomar medidas e a não pensar que aquilo que fazemos não vai influenciar em nada o mundo, uma vez que, caso todos pensemos assim, o planeta se tornará inabitável em poucos séculos.

O grupo pretende também tentar sensibilizar a população local do problema. Iremos fazer esta sensibilização de várias maneiras distintas, daí termos estabelecidos vários produtos finais que esperamos realizar, mas que, como é óbvio, estão sujeitos a alteração com o decorrer do projecto.

Para além disto, é também um grande desafio para nós, que nos prepara para o tipo de trabalhos que iremos encontrar na universidade, e para a responsabilidade que irá exigir. Iremos também aprofundar o nosso conhecimento sobre o tema e de recorrer às energias renováveis, assim como sobre o facto de cada um dever ter uma mentalidade protectora do ambiente e participar activamente pelo ambiente.

Algumas actividades que realizámos estão disponíveis na página principal, no entanto, outras estão ainda em desenvolvimento, pelo que realizámos os seguintes relatórios que acompanham o desenvolvimento dos mesmos produtos finais:

A energia eólica é uma das energias mais rentáveis no nosso dia-a-dia. Contudo os materiais necessários para a obtenção desta não se encontram muito acessíveis à comunidade em geral, quer em termos financeiros quer em termos materiais.

Os Açores são um arquipélago muito propício para a obtenção desta energia, sendo esta mesmo bastante utilizada em moinhos para a moagem de cereais. Devido a estas boas condições, decidimos construir um aerogerador a partir de materiais que no nosso dia-a-dia são dispensáveis e que podemos obter com alguma facilidade. Este tem o intuito de produzir o máximo de energia eléctrica possível, apesar de muitos problemas técnicos, principalmente devido aos poucos conhecimentos de mecânica, que nos apareceram pelo caminho.

A elaboração e criação do aerogerador por parte do grupo tem como principal objectivo testar a eficácia e o rendimento de um objecto que é feito em trabalho de aula, e que qualquer pessoa pode realizar na sua própria casa com materiais relativamente acessíveis, para obtenção de energia que pode depois ser utilizada para qualquer fim, desde que seja armazenada, numa bateria, por exemplo.

O grupo construíu este aerogerador através de um motor alternador que podemos encontrar em qualquer oficina, muitos deles já sem qualquer uso e que produz corrente contínua, cuja energia produzida será armazenada numa bateria de um carro.

No entanto, o uso e o armazenamento da energia tem grandes limitações e problemas técnicos, pelo o grupo sentiu a necessidade de recorrer a técnicos que consigam resolver os problemas que surgirem, uma vez que a mecânica não é uma área na qual o grupo tenha grandes conhecimentos.

De momento, estamos a terminar a montagem do aparelho, faltando apenas o suporte que permitira a elevação no ar do mesmo, pelo que a apresentação oficial do aerogerador só será feita na exposição de final do projecto.

Caso seja bem sucedido, iremos integrar nas projecções futuristas que realizaremos a possibilidade de a energia produzida por aerogeradores ser utilizada para o uso em toda a quinta.

Existem vários problemas que tivemos de resolver, alguns com os quais já nos deparámos e outras questões técnicas e de segurança que teremos de resolver futuramente.

- Durante os movimentos do aerogerador, os fios de ligação que estabelecem relação com a bateria ficariam enrolados caso tais movimentos não fossem controlados. Por esta razão, foi-nos indicado que controlássemos o movimento do aerogerador, colocando um batente no tubo que suporta a base onde será colocado o motor, para que este movimento não ultrapasse determinado limite.

- Um dos principais problemas que teremos de resolver é a ligação e o armazenamento da energia produzida na bateria, pelo que será necessária a existência de uma resistência, de um travão de segurança, de um controlador de carga e de um fusível no circuito;

- Ao contactarmos com o técnico que nos ajudou este indicou-nos que o motor de máquina de lavar que arranjámos não podia ser utilizado para a produção de energia porque este produz corrente alterna, não possuindo no seu interior um circuito que permita produção de corrente contínua. Este disponibilizou-se para nos fornecer um motor que permitisse tal processo.

*Materiais*	*Imagem*	*Descrição*	*Recursos/Dificuldades*
Alternador		Transforma a energia produzida pelo movimento das pás em corrente contínua, que será possível de armazenar numa bateria.	----------------
Bateria		Para o armazenamento da energia produzida pelo alternador.
Pás		Feitas de tubo de plástico PVC com 11,5 cm de diâmetro e 2 mm de espessura, do qual fizemos um corte transversal pelo meio (figura b.). Com esta secção do tubo, fizemos secções de 1 metro de comprimento. Dos rectângulos obtidos, medimos 4 cm desde a extremidade do rectângulo, e cortámos até à medida que fizemos a 4 cm da extremidade oposta (como podemos ver na imagem a.). Figura b. Figura a.
Cauda		Cortada a partir de uma placa de zinco (1 mm de espessura), tem as seguintes dimensões:
Base (Madeira)		Círculo de madeira com 2,5 cm de espessura e 28 cm de raio.
Base (Zinco)		Cortada a partir de uma placa de zinco (1 mm de espessura), tem 28 cm de diâmetro.
Fios de Ligação	(ainda não foi necessário)
Polia	(será soltada directamente no alternador, juntamente com os suportes das pás)
Lâmpada
Rolamento		Rolamento SNR FC 12025 – 5,2 cm de diâmetro total, e 2,5 cm de diâmetro de encaixe.

A energia obtida através do biodiesel é obtida através de produtos naturais que podemos encontrar com alguma facilidade. A energia da biomassa é muito rentável uma vez que se baseia no aproveitamento de substâncias que à partida não têm nenhuma finalidade.

No arquipélago dos Açores a madeira e o material orgânico de animais domésticos são os materiais mais aproveitados para a produção deste tipo de energias, apesar destas serem apenas utilizadas a nível pessoal e não esta disponível para fornecimento da população em geral, devido às dificuldades associadas ao seu processo de formação/obtenção. A única excepção à regra é são o biogás, principalmente, mas também, mais recentemente os biocombustiveis (gasosos e líquidos).

Um dos objectivos do nosso projecto é testar a obtenção de biodiesel a partir de óleo vegetal (usado ou novo). Este biodiesel pode ser utilizado no funcionamento de motores, uma vez que é muito semelhante ao diesel comercial, embora que ainda existam alguns problemas que com o avanço das tecnologias podem ser resolvidos para que a utilização do mesmo não afecte o rendimento do motor.

Provar que é possível aproveitar resíduos que desperdiçamos diariamente para a produção de energia, nomeadamente o óleo vegetal, independentemente de já ter sido utilizado ou não, uma vez que mesmo depois de estragado pode voltar ao seu estado original. Isto é possível através da filtração e aquecimento do mesmo para remoção da água nele contida.

A professora Marta Oliveira ofereceu-se para ajudar o grupo na realização das experiências uma vez que este tem muitas limitação ao nível de trabalho laboratorial. Esta foi uma peça fundamental para o sucesso desta experiência.

Apesar da escola garantir todos o equipamento e reagentes necessários para a realização da experiência, foi necessário encomendar álcool isopropílico a fora do arquipélago, uma vez que este era indispensável para a realização da experiência. A chegada deste produto demorou algumas semanas o que fez com que a experiência tivesse que ser adiada para o 3º período escolar.

Houve ainda algumas dificuldades em marcar uma data para esta a realização desta, devido ao pouco tempo tempo disponível do grupo, tempo esse correspondente ao seu horário escolar e extracurricular, e devido também à carreira profissional de docente da professora Marta Oliveira. Assim a experiência laboratorial foi apenas realizada a 30 de Abril e 2 de Maio de 2008.

O teste do produto criado também não vai ser tarefa fácil uma vez que temos que encontrar um aparelho a que este se adeqúe.

Equipamento	Imagem	Utilidade
Agitador Magnético		· Misturar o óleo vegetal com os produtos utilizados para a criação do biodiesel )mistura com o metóxido de potássio).
Bata		· Protecção habitual de laboratório para prevenção de acidentes com os alunos intervenientes.
Conta-gotas		· Adicionar a solução alcalina ao metóxido de sódio para que o pH da solução fique entre 8 e 9.
Gobelés		· Manuseamento dos produtos líquidos que necessitamos.
Fita de Indicador Universal (pH)		· Medir o nível de pH do óleo vegetal ao adicionar a solução alcalina (entre 8 e 9); · Medir o nível de pH da água e vinagre depois de extraída de junto do biodiesel (aprox. 7).
Pipetas de 5 e 10 ml		· Medir o óleo vegetal, o álcool isopropílico e o metanol necessário para a produção do biodiesel.
Placa de aquecimento eléctrica		· Aquecer a mistura para obter o biodiesel misturado com a glicerina, que posteriormente irão ser separados.
Recipiente reactor com sifão ou torneira		· Para separar o biodiesel da glicerina; · Para separar o biodiesel da água e o vinagre até que estes tenham um pH igual a 7.
Termómetro		· Medir a temperatura das misturas enquanto estas estão a ser aquecidas.
Vareta de vidro		· Facilitar a mistura do soluto no solvente.
Espátula e vidro de relógio		· Retirar o hidróxido de potássio da embalagem.
Funil		· Colocar mais facilmente produtos líquidos dentro de outros recipientes.
Balão Volumétrico		· Guardar e misturar substancias líquidas.

Reagentes	Imagem	Quantidades utilizadas
Agua Destilada		1 L (foi mais necessária para a limpeza do equipamento utilizado e para a obtenção de pH igual a 7 na altura em que se está a controlar o pH do biodiesel)
Hidróxido de Potássio		3,5 g
Óleo Vegetal		1000 mL
Álcool Isopropílico		10 mL
Metanol		172 mL
Vinagre		(É utilizado em quantidades não registadas uma vez que a sua utilidade é apenas para a lavagem do biodiesel que é obtido após ser retirada a glicerina)

(Foram dispensados as duas primeiras fases da experiência uma vez que estas serviam para tratar o óleo vegetal usado e na experiência foi utilizado óleo vegetal novo).

É necessária para determinar a quantidade de soda cáustica necessária à neutralização.

1. Dissolver completamente 1 g de hidróxido de potássio (bem seco) num litro de água (solução de soda cáustica).

3. Adicionar a solução alcalina, 1 mL de cada vez, e medir o pH após cada adição.

4. Continuar a adicionar a solução alcalina até atingir um valor de pH entre 8-9.

5. Anotar o volume total de solução de hidróxido adicionado (no caso da experiência que realizamos foi necessário cerca de 2,5 mL).

1. Calcular a quantidade de metanol necessária, correspondente a 15% em massa ou 17,2% em volume, em relação ao óleo a utilizar.

2. Num outro copo misturar, lentamente, o metanol com o hidróxido de potássio calculado na primeira fase: obtém-se metóxido de potássio.

1. Medir o volume de óleo a tratar para um recipiente apropriado e aquecer entre 48 e 54 ºC, com o agitador magnético.

2. Adicionar esta mistura ao óleo aquecido e agitar vigorosamente cerca de 1 hora.

4. Parar a agitação quando parecer que a separação das fases líquidas está concluída (a glicerina tem cor castanho-escura e o biodiesel tem cor de mel). Deixar em repouso cerca de 8 horas.

3. Quando a água se separar do resto da mistura, ficando no fundo do recipiente, usar um sifão para fazer a separação.

4. Repetir o processo até a água retirada apresentar um pH próximo de 7 e que não forme bolhas de sabão.

5. Se aparecerem substâncias esbranquiçadas, ou bolhas à superfície, o líquido deve ser novamente lavado com água.

6. Se o liquido estiver translúcido é sinal que contem água misturada. Deve ser lentamente aquecido para evaporar a água.

A visita de estudo realizada deu-se no dia 11/04/08 e começou pela Central Termoeléctrica de São Roque do Pico onde nos foi dada informação acerca do seu funcionamento e do modo como a energia é produzida e integrada na rede da Ilha.

Construída em 1990, a central é o principal centro produtor da ilha, com capacidade para a queima de combustível pesado do tipo Fuelóleo (por dia queimam cerca de 25000 L de combustíveis), sendo a energia utilizada a energia química, o calor e a pressão.

Está situada na estrada que liga S. Roque e Lajes, pela via mais próxima, e dispõe das seguintes instalações principais: a portaria; uma estação de água potável e uma estação de combate a incêndios; um edifício de bombagem e tratamento de Combustível; e o edifico central (constituído por vários corpos operacionais, desde a sala de máquinas, à sala de comando e a sala de baterias, entre outros). Possui ainda um amplo parque de armazenamento de combustível e uma subestação de 30/15 kV, com duas saídas a 15 kV.

A sua construção deveu-se ao programa de electrificação da ilha, com a construção de novas linhas de transporte e de subestações, que permitiu que toda a energia eléctrica integrada na rede fosse controlada neste mesmo centro de controlo, o que permitiu também a desactivação das antigas Centrais Térmicas de S. Roque e das Lajes, que queimavam gasóleo.

A central actualmente está equipada com seis grupos geradores (cada um com um período de amortização de 25 anos – sendo que quatro deles foram instalados em 1990 e em 2002 foi instalado um novo grupo de produção com capacidade de produção de 3,5 KW/hora), com uma potência total instalada de 13,338 MW.

O óleo utilizado na lubrificação das máquinas é reutilizado e tratado numa zona específica da central para que possa ser novamente utilizado.

É nesta central que se faz o controlo do parque eólico das Terras do Canto, onde se produz energia renovável, mas com o problema de as energias renováveis não serem garantidas, daí não se poder obter a energia de toda a ilha a partir destes tipos de energia.

Segundo o Eng. Nuno Mendes, a energia produzida no parque eólico pelos aerogeradores a trabalhar na potência máxima é suficiente para sustentar o consumo das linhas de distribuição: Piedade/Lajes e Lajes/S. Mateus. Esta energia é direccionada directamente para as Lajes, para a subestação lá existente.

Pelo que o engenheiro nos informou, de momento, não faz sentido possuir um parque eólico com mais que 6 aerogeradores de 300 kW de potência, uma vez que os aerogeradores não têm a capacidade de reagir instantaneamente, o que leva à necessidade de possuir os motores de combustão em constante funcionamento e capazes de reagir de forma instantânea. Para além disso, o funcionamento apenas dos aerogeradores traria várias avarias para as máquinas e provocaria mais variações na frequência transmitida para a ilha e que é de 50 mil Hz.

A energia produzida pelo Parque Eólico no Pico correspondeu em 2006 a cerca de 10% da energia total produzida.

A energia que é produzida é tratada electronicamente na central, rectificando-a em corrente contínua.

A visita acabou no Parque Eólico Terras do Canto, situado no lugar de Terras do Canto, na freguesia da Prainha, concelho de S. Roque, a uma altitude média de 850 metros.

A sua construção teve início no princípio de 2004 (tendo a duração total de 1 ano), fazendo parte da 1ª Fase do Plano de Desenvolvimento da Energia Eólica, implementado pela EDA, SA, em 2002. O investimento total do parque rondou os 2.900.000 €.

Constituído por seis aerogeradores da marca ENERCON (cada um com uma vida útil expectável de cerca de 25 anos), cada um com uma potência de 300 kW, e, portanto, perfazendo uma potência global instalada de 1800 kW, e por uma subestação e respectivo ramal MT de interligação à linha de transporte MT a 30 kV.

A produção anual estimada do parque é de cerca de 5.000.000 kWh, o que corresponde a cerca de 12% da energia eléctrica total da ilha. Por dia, a energia produzida é aproximadamente, 125 mg/h. Os aerogeradores apanham ventos numa média de 13 a 14 m/s, sendo o máximo que podem registar de 29 m/s (quando a velocidade do vento ultrapassa este limite, um sistema de segurança provoca a paragem das pás).

A construção e o funcionamento deste parque traz vários benefícios: evita o consumo anual de 1.114 toneladas de fuelóleo, 15 toneladas de óleo lubrificante e evita a emissão para a atmosfera de 4.216 toneladas de poluentes (cerca de 4.066 toneladas de CO₂, 50 toneladas de óxidos de enxofre, entre outros resíduos).

Considerando a vida útil dos seis aerogeradores estimou-se que se evite um consumo de 29.755 toneladas de fuelóleo, 390 toneladas de óleo lubrificante e a emissão de 105.395 toneladas de poluentes, acrescentando ainda a não produção de 165 toneladas de borras de fuelóleo (que normalmente são incineradas, originando ainda mais gases poluentes).

Relativamente à produção eléctrica da empresa de produção EDA entre Janeiro e Março de 2008, a produção de energia a partir da energia do vento, por ilha, deu-se nas seguintes proporções, ao lado: