TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A1

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TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Usinas Nucleares
As usinas nucleares são instalações industriais utilizadas para produzir energia elétrica por meio da energia produzida em reações de fissão nuclear. A produção de energia elétrica advinda desse processo teve início na década de 1950, após avanços no campo da radioatividade. Embora sempre alvo de discussões, as usinas nucleares são muito importantes para a matriz energética de diversos países.
Essas usinas possuem como grande vantagem a sua operação incessante, bem como o fato de não produzirem gases que contribuem para o efeito estufa. Contudo, os rejeitos continuam sendo um problema, embora defensores digam que a quantidade e o risco são pequenos. O Brasil possui duas usinas nucleares em operação, as usinas de Angra 1 e Angra 2, localizadas na cidade de Angra dos Reis, no Rio de Janeiro.
As descobertas e os grandes avanços no campo da física nuclear nos séculos XIX e XX geraram a concepção de que alguns elementos eram capazes de emitir radiação, propriedade conhecida como radioatividade. Não demorou muito para que se percebesse o grande potencial energético dos materiais radioativos, até que, por volta de década de 1950, iniciou-se o processo de produção de energia elétrica proveniente da energia nuclear.
Segundo a World Nuclear Association, a produção mundial de energia elétrica por meio de usinas nucleares foi de 2.553 bilhões de kWh (quilowatt-hora) no ano de 2020. Entre os maiores produtores estão os Estados Unidos, China, França, Rússia, Coreia do Sul e Canadá. Segundo o Balanço Energético Nacional do Ministério de Minas e Energia, em 2020, o Brasil gerou 14.053 Gwh (gigawatt-hora) — ou 14,053 bilhões de kWh — de energia elétrica advinda de usinas nucleares.
A Energia Nuclear
Energia nuclear é a aquela produzida durante uma transformação da estrutura atômica em decorrência de sua instabilidade. O núcleo atômico é formado por prótons e nêutrons, porém, alguns elementos possuem isótopos com um número grande de nêutrons, o que torna o núcleo instável (as forças repulsivas acabam superando a força atrativa nuclear, chamada de força forte).
Por vezes, essa instabilidade faz com que o átomo sofra o que os químicos chamam de “decaimento radioativo”, que é a transformação espontânea da espécie atômica por meio da emissão de partículas e energia. Esse fenômeno é nada mais nada menos que a radioatividade. Contudo, o decaimento radioativo nem sempre ocorre em uma velocidade apreciável ou com boa eficiência energética.
De forma simplificada, o combustível radioativo, ao sofrer uma reação nuclear, produz uma grande quantidade de energia (reação exotérmica). Essa energia é transferida na forma de calor para uma massa de água, a qual evapora e produz vapor. Esse vapor é direcionado para uma turbina, cuja energia mecânica é utilizada para um gerador produzir energia elétrica.
Ou seja, quando se fala em uma usina nuclear, devemos lembrar que existem três transformações de energia envolvidas. A energia gerada na reação nuclear se transforma em energia térmica, depois a energia térmica se transforma em energia mecânica e, por fim, a energia mecânica se transforma em energia elétrica.
Componentes de um reator nuclear
A maioria dos reatores nucleares possuem os seguintes componentes:
- Combustível: são os isótopos físseis, os quais são usados para produzir energia por meio da fissão nucelar. A maioria das plantas utiliza urânio-235, seja na sua forma natural (teor de aproximadamente 0,7% em massa) ou enriquecido (teor em massa aumentado, podendo chegar a cerca de 90%). Também existem reatores que usam plutônio-238 (não é natural, mas é produzido a partir do urânio-238) e até mesmo tório-232, que, apesar de ser um isótopo fértil, produz o urânio-233, um isótopo físsil.
- Moderador: é um material capaz de diminuir a velocidade (energia cinética) dos nêutrons produzidos na fissão, tornando-os mais aptos para novas reações de fissão. Em geral, o moderador é a água, mas também é possível que seja água pesada (em que os átomos de hidrogênio são formados pelo isótopo deutério, 2H), grafite e berílio.
- Hastes de controle: são feitas de um material que tem a capacidade de absorver nêutrons, como cádmio, háfnio ou boro, sendo inseridos ou retirados do núcleo do reator para controlar a velocidade da reação nuclear ou simplesmente pará-la.
- Fluido de arrefecimento (ou refrigerante): é um fluido que circula pelo núcleo do reator a fim de resfriá-lo por troca de energia térmica. Em geral é a água, mas também pode ser o dióxido de carbono, hélio e até metais líquidos. Em alguns tipos de usinas nucleares, o fluido de arrefecimento não só resfria o núcleo do reator como também transfere energia térmica para o gerador de vapor.
- Gerador de vapor: parte integrante dos reatores que usam água como refrigerante. No caso, a água altamente pressurizada e, carreando toda a energia térmica oriunda do reator nuclear, é utilizada para geração de vapor em um circuito secundário. Sua estrutura lembra o radiador dos carros.
Sistema de transmissão de energia
O sistema de transmissão pode seguir etapas diferentes, levando em consideração o tipo de fonte. Mas, em geral, ele funciona seguindo alguns passos.
1. Estação de geração
Conforme dito anteriormente, existem inúmeras fontes de energia no Brasil, porém em termos de geração, a hidrelétrica ganha destaque. Portanto, as estações de geração denotam o primeiro passo para que a transmissão de eletricidade efetivamente ocorra. 
2. Subestação de transmissão
A energia elétrica gerada na estação não segue diretamente para as estações de transmissão. Antes disso, ela precisa realizar um “upgrade” da sua voltagem nos transformadores. 
3. Linhas de transmissão
As linhas de transmissão são aquelas famosas torres de alta-tensão, que visam levar a energia elétrica para as cidades. 
Como estratégia de evitar que a eletricidade seja reduzida no percurso, ela é transmitida em alta voltagem — esse também é um dos motivos pelos quais não é possível construir praças, residências, comércios e indústrias nesses locais. 
4. Subestações de distribuição
Nos corredores das subestações de distribuição, um processo crucial acontece. É aqui que a eletricidade passa por transformadores de tensão, quando sua potência é cuidadosamente ajustada para continuar seguindo até o destino. 
5. Fiação dos postes
Chegamos na etapa (e última) em que a energia finalmente passa para a fiação dos postes. Nesse processo ela é reduzida em termos de voltagem, para que consiga chegar até as residências e empresas sem causar qualquer tipo de problemas na fiação por excesso de carga. 
Formas de distribuição de Energia
Ao longo dos anos, a busca por soluções de distribuição eficiente de energia levou a humanidade a explorar uma variedade de métodos. A rede de distribuição convencional, por exemplo, é o sistema mais comum, com fios e cabos que levam eletricidade das subestações para as casas. 
Além disso, a microgeração e a geração distribuída têm ganhado destaque, permitindo que indivíduos e empresas gerem eletricidade localmente e a distribuam diretamente, muitas vezes com fontes renováveis.
Outra tendência é a implementação de “smart grids” (redes elétricas inteligentes). Essas redes incorporam tecnologia para otimizar a distribuição de energia, permitindo uma resposta mais rápida às flutuações de demanda e acomodando fontes intermitentes, como a energia solar, de maneira mais eficaz.
Falando em fontes renováveis, a energia solar tem ganhado destaque nos últimos tempos por motivos simples e óbvios: trata-se de uma fonte energética limpa, 100% renovável e que não agride o meio ambiente. Sem contar que, dependendo da maneira em que é utilizada, acaba sendo mais econômica para residências e negócios. 
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