Estudo Dirigido 11

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Projeto: Fontes Renovaveis de Energia – Grupo: Amauricio, Eclair, Jhozimara, Suely, Christian 
 
 
 
 
 
 
FACULDADE ÚNICA DE IPATINGA 
 
 
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
PROJETO INTEGRADOR: FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA 
 
 
 
 
AMAURICIO ADOLFO DE FREITAS 
ECLAIR JOSÉ DO AMARAL 
JHOZIMARA SANTOS DE SOUSA 
SUELY DAS GRACAS FERREIRA 
CHRISTIAN DANNER DUARTE RRUDA 
 
 
 
 
 
 
 
IPATINGA – MG 
2024 
Projeto: Fontes Renovaveis de Energia – Grupo: Amauricio, Eclair, Jhozimara, Suely, Christian 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Nos últimos anos, o debate sobre a transição energética tem ganhado destaque 
globalmente, impulsionado pela necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa 
e mitigar os impactos das mudanças climáticas. Nesse contexto, as energias renováveis 
emergem como uma alternativa promissora para garantir a segurança energética e ambiental. 
Segundo a Agência Internacional para as Energias Renováveis (IRENA, 2024), as energias 
renováveis são fontes provenientes de recursos naturais inesgotáveis ou que se renovam 
rapidamente, como a luz solar, o vento, a água, a biomassa e o calor da Terra. Este texto 
explora as inovações e tendências na geração de energia renovável, analisa a sustentabilidade 
e o impacto ambiental dessas tecnologias, e discute os desafios e oportunidades que surgem 
com a adoção de fontes renováveis de energia. 
 Nos últimos anos, o setor de energia renovável tem testemunhado avanços tecnológicos 
significativos. A energia solar, por exemplo, tem se beneficiado do desenvolvimento de 
painéis solares mais eficientes e acessíveis. Tecnologias como os painéis bifaciais, que 
capturam luz solar de ambos os lados, e os painéis fotovoltaicos de perovskita, que 
prometem maior eficiência a um custo menor, estão revolucionando a forma como a energia 
solar é capturada e utilizada. 
 A energia eólica também tem visto inovações notáveis, especialmente com o 
desenvolvimento de turbinas offshore. Estas turbinas, instaladas em alto-mar, aproveitam 
ventos mais constantes e fortes, aumentando significativamente a produção de energia. Além 
disso, projetos de turbinas flutuantes estão sendo testados, permitindo a instalação em águas 
mais profundas, onde os ventos são ainda mais intensos. 
 Outra tendência emergente é a utilização de tecnologia de armazenamento de energia. 
Baterias de íon-lítio, embora dominantes, estão sendo complementadas por novas 
tecnologias como baterias de fluxo e armazenamento térmico. Estas inovações são cruciais 
para superar a intermitência das fontes renováveis, garantindo um fornecimento de energia 
mais estável e confiável. 
 No Brasil, um país rico por seus recursos naturais abundantes, as energias renováveis 
desempenham um papel significativo na matriz energética. As principais fontes renováveis 
utilizadas no país incluem a hidrelétrica, eólica, solar e biomassa. De acordo com o Ministério 
de Minas e Energia (MME, 2021), em 2020, as hidrelétricas representaram cerca de 60% da 
capacidade instalada de geração de energia elétrica no Brasil, seguidas pela energia eólica 
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com aproximadamente 10%, enquanto a solar e a biomassa contribuíram com parcelas 
menores, mas crescentes, na matriz energética nacional. 
 A sustentabilidade é um dos principais motores da transição para energias renováveis. 
Fontes como solar, eólica, hidráulica e biomassa são consideradas sustentáveis por 
dependerem de recursos naturais renováveis e emitirem baixos níveis de gases de efeito 
estufa. A energia solar, por exemplo, produz eletricidade sem emissões diretas de CO2, 
reduzindo significativamente o impacto ambiental em comparação com as fontes fósseis. 
 No entanto, é importante reconhecer que mesmo as energias renováveis não são isentas 
de impactos ambientais. A fabricação de painéis solares e turbinas eólicas requer a extração 
de materiais como silício e terras raras, o que pode causar danos ambientais significativos se 
não for gerido de forma sustentável. Além disso, a instalação de grandes parques eólicos 
pode afetar habitats naturais e a fauna local, especialmente aves e morcegos. 
 A energia hidráulica, embora seja uma fonte renovável importante, pode ter impactos 
ambientais substanciais, como a alteração de ecossistemas aquáticos e o deslocamento de 
comunidades humanas devido à construção de barragens. Assim, a sustentabilidade da 
energia renovável depende não apenas de sua capacidade de reduzir emissões, mas também 
de práticas de extração e produção que minimizem impactos ambientais e sociais. 
 A transição para uma matriz energética renovável enfrenta diversos desafios. Um dos 
principais é a intermitência das fontes de energia renovável. Sol e vento não estão disponível 
continuamente, o que exige soluções eficazes de armazenamento e gestão de energia para 
garantir um fornecimento constante. As redes elétricas também precisam ser modernizadas 
para integrar grandes quantidades de energia renovável, exigindo investimentos substanciais 
em infraestrutura. 
 Apesar do potencial das energias renováveis, o Brasil enfrenta diversos desafios para 
expandir sua utilização de forma sustentável. Entre os desafios mais significativos estão a 
necessidade de investimentos em infraestrutura para integração de fontes intermitentes, como 
a solar e eólica, à rede elétrica, o desenvolvimento de tecnologias de armazenamento de 
energia mais eficientes e o aprimoramento do marco regulatório para promover um ambiente 
favorável ao crescimento do setor. Para atingir um sistema energético verdadeiramente 
sustentável, é essencial enfrentar esses desafios de forma estratégica e colaborativa, 
envolvendo governos, empresas e sociedade civil (GOLDEMBERG,2024). 
 
 
 
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2. PLANEJAMENTO INICIAL E PESQUISA 
 
2.1. Objetivo 
 
 O objetivo do projeto é reproduzir um protótipo funcional de turbina eólica utilizando 
materiais recicláveis para promover a sustentabilidade e a conscientização ambiental 
(CUBAS,2021). O protótipo deverá ser capaz de converter energia eólica em energia elétrica 
de forma eficiente. 
 
2.2. Pesquisa 
 
 A equipe de trabalho iniciou o projeto com uma pesquisa detalhada sobre os princípios 
de funcionamento das turbinas eólicas. Estudaram-se conceitos de aerodinâmica, eficiência 
de pás, e mecanismos de geração de energia (DUTRA, 2008). Foram consultadas fontes 
acadêmicas e profissionais do setor de energia renovável para obter informações técnicas 
precisas. 
 
2.3. Especificações 
 
Com base no modelo escolhido pelo grupo de trabalho, foram definidas as seguintes 
especificações: 
 
- Altura da torre: 30 cm 
- Comprimento das pás: 06 cm 
- Material principal: papelão, madeira e metais leves 
- Capacidade de geração: suficiente para acender uma pequena lâmpada LED 
 
3. SELEÇÃO DE MATERIAIS RECICLÁVEIS 
 
3.1 Papelão 
 Selecionamos papelão de caixas usadas devido à sua disponibilidade e leveza. O papelão é 
fácil de cortar e moldar, permitindo a criação de pás aerodinâmicas. 
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Madeira 
 Utilizamos astes de madeira recicladas descartados para a construção da torre e do eixo 
central. A madeira oferece resistência e durabilidade necessárias para a estrutura. 
 
Outros Materiais Recicláveis 
 Garrafas plásticas foram usadas para revestir as pás e aumentar sua durabilidade. Metais 
leves, como alumínio de latas descartadas, foram utilizados para conexões e fixações. 
 
4. DESIGN E DESENHO DO PROTÓTIPO 
 
4.1 Esboços e Modelos 
 Foram utilizados os desenhos esboçados detalhados do protótipo,Isso nos permitiu 
ajustar dimensões e proporções antes da construção física. 
 
4.2 Dimensionamento 
 Calculamos o tamanho das pás (06 cm cada) e a altura da torre (30 cm) para garantir 
estabilidade e eficiência na captura do vento. Consideramos o peso e a resistência dos 
materiais para evitar falhas estruturais. 
Figura 1. 
Fonte: CUBAS,2021. 
Projeto: Fontes Renovaveis de Energia – Grupo: Amauricio, Eclair, Jhozimara, Suely, Christian 
 
5. CONSTRUÇÃO DO PROTÓTIPO 
 
5.1 Corte e Montagem do Papelão 
 Cortamos o papelão em formas de pás utilizando estiletes e tesouras. Cada pá foi moldada 
com uma curvatura específica para otimizar a captura do vento. Reforçamos as pás com cola 
e camadas adicionais de papelão. 
 
5.2 Materiais de Madeira 
 Construímos a torre e o eixo central com astes de madeira, utilizando materiasi escolares 
comuns para tal. Utilizamos serras para cortar as peças nas dimensões corretas e fixamos 
com garantir estabilidade. 
 
5.3 Integração das Pás com o Eixo 
 Fixamos as pás ao eixo central usando cola e as astes de madeira, garantindo que as pás 
pudessem girar livremente. Testamos o movimento para assegurar que não houvesse atrito 
excessivo. 
Figura 2. 
Figura 2. Fonte: Autores. Construção do protótipo com materiasi recicláveis. 
 
 
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Figura 3. 
Fonte: Autores. Construção do protótipo com materiasi recicláveis. 
 
6. INSTALAÇÃO DO GERADOR 
 
6.1 Adaptar um Gerador de Pequeno Porte 
 Utilizamos um mini motor 6v Dc 15000 Rpm, o memso utilizado em projeto robótica 
para atuar como gerador. Adaptamos o motor para ser acoplado ao eixo da turbina. 
 
6.2 Conexão do Gerador ao Eixo 
 Acoplamos o gerador ao eixo de forma que ele fosse acionado diretamente pelo movimento 
das pás. Utilizamos um suporte de plástico reciclado para fixar o gerador no lugar. 
 
Figura 4. 
Fonte: Autores. Protótipo finalizado com instalação do gerador mini motor 6v e lampada LED. 
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7. REFERENCIAS 
 
Agência Internacional para as Energias Renováveis (IRENA). Dados estatísticos. 
Disponível em: https://www.irena.org/Data. Acesso em 25 de maio de 2024. 
 
Ministério de Minas e Energia. Fontes renováveis responderam por 93,1% da geração 
de energia elétrica em 2023. Disponível em: https://www.gov.br/mme/pt-
br/assuntos/noticias/fontes-renovaveis- responderam-por-93-1-da-geracao-de-energia-eletrica-
em-2023. Acesso em 25 de maio de 2024. 
 
GOLDEMBERG, José. Gestão de energia para o desenvolvimento sustentável. Disponível 
em: https://www.embrapa.br/olhares-para- 2030/artigo/-
/asset_publisher/SNN1QE9zUPS2/content/jose- goldemberg?inheritRedirect=true. Acesso em 
25 de maio de 2024. 
 
CUBAS, Adraian. How to Make a Very Simple Savonius Wind Turbine, 2021. Disponível 
em: https://www.instructables.com/How-to-Make-a-Very-Simple- Savonius-Wind-Turbine/. 
Acesso em 07 de Junho de 2024. 
 
DUTRA, Ricardo, 2008. Energia Eólica: Princípios e Tecnologias. Centro de Referência 
para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito, Rio de Janeiro, 2008. Disponível em 
http://www.cresesb.cepel.br/download/tutorial/tutorial_eolica_2008_e- book.pdf. Acesso em 
07 de Junho de 2024. 
https://www.irena.org/Data
https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/noticias/fontes-renovaveis-responderam-por-93-1-da-geracao-de-energia-eletrica-em-2023
https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/noticias/fontes-renovaveis-responderam-por-93-1-da-geracao-de-energia-eletrica-em-2023
https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/noticias/fontes-renovaveis-responderam-por-93-1-da-geracao-de-energia-eletrica-em-2023
https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/noticias/fontes-renovaveis-responderam-por-93-1-da-geracao-de-energia-eletrica-em-2023
https://www.embrapa.br/olhares-para-2030/artigo/-/asset_publisher/SNN1QE9zUPS2/content/jose-goldemberg?inheritRedirect=true
https://www.embrapa.br/olhares-para-2030/artigo/-/asset_publisher/SNN1QE9zUPS2/content/jose-goldemberg?inheritRedirect=true
https://www.embrapa.br/olhares-para-2030/artigo/-/asset_publisher/SNN1QE9zUPS2/content/jose-goldemberg?inheritRedirect=true
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https://www.instructables.com/How-to-Make-a-Very-Simple-Savonius-Wind-Turbine/
https://www.instructables.com/How-to-Make-a-Very-Simple-Savonius-Wind-Turbine/
http://www.cresesb.cepel.br/download/tutorial/tutorial_eolica_2008_e-book.pdf
http://www.cresesb.cepel.br/download/tutorial/tutorial_eolica_2008_e-book.pdf