Imagine gerar energia eólica limpa no meio do oceano, em locais onde a água atinge centenas de metros de profundidade. Hoje em dia, as torres fixas de aço não conseguem chegar a esses locais tão fundos. Por isso, essa nova tecnologia para captar o vento muda o rumo da produção de energia no mundo.
As cidades estão crescendo e precisam de mais eletricidade limpa. Diante disso, encontrar espaço para construir novas usinas virou um grande desafio. Como a busca por fontes limpas exige novas ideias, o mar aberto aparece como a melhor opção para garantir o abastecimento do futuro.
Mas como funciona a energia eólica flutuante? Basicamente, o sistema produz eletricidade por meio de turbinas normais. A diferença é que elas ficam em cima de grandes plataformas que flutuam e são presas ao fundo do mar por cabos. Assim, essa tecnologia ajuda a aproveitar ventos muito mais fortes e constantes em locais profundos, acima de 60 metros.
Além disso, o modelo permite instalar usinas em locais antes impossíveis. Isso supera as barreiras geográficas que travavam o setor no passado. Desse modo, o mercado espera um crescimento rápido dessas usinas. Trata-se de um passo muito importante para o futuro do planeta.
Ademais, essa novidade abre espaço para novos projetos e muda a produção de energia entre os países. Com isso, nações que têm mares muito profundos logo na costa podem usar o vento para gerar eletricidade.
O que é a tecnologia de energia eólica flutuante?
As usinas de energia eólica no mar costumam usar estacas de aço fincadas direto no chão. Porém, esse modelo fica caro demais e impossível de construir em locais com mais de 50 metros de profundidade. Afinal, a quantidade de aço necessária para fazer uma base firme cresce muito.
É aí que entram as estruturas flutuantes. Elas mudam toda a lógica da engenharia no mar. Em vez de tentar preencher o fundo do mar com metal, os engenheiros criam bases que se movem junto com as ondas do oceano.
Componentes essenciais do sistema
Em resumo, três partes principais fazem o sistema de energia eólica funcionar no mar:
- A Turbina Eólica: Funciona igual às turbinas da terra. No entanto, ela recebe proteção extra contra o sal do mar, a ferrugem e os ventos fortes. As pás usam materiais muito resistentes para não quebrarem com o balanço das ondas.
- A Plataforma Flutuante: Grandes blocos de aço ou concreto que flutuam e seguram a turbina. Existem três tipos: as semissubmersíveis (usam tanques de água interconectados), as do tipo Spar (grandes cilindros pesados na base) e as de pernas tensionadas (usam cabos bem esticados para a base não subir nem descer).
- Cabos e Âncoras: Correntes pesadas e cabos de fibra firme que amarram a plataforma ao fundo do mar. Desse modo, o sistema impede que a usina saia do lugar ou seja levada por tempestades, mantendo tudo firme para gerar energia.
Quer dar um passo atrás e entender a física básica do vento Acesse nosso post dedicado Como Funciona a Energia Eólica e descubra em detalhes como essa força da natureza se transforma na eletricidade que chega à sua tomada.
Como a energia chega até a terra?
Essas bases flutuantes aguentam o impacto das ondas e mantêm a turbina em pé. Logo depois, a força do vento gira as pás e gera eletricidade no topo da torre. Essa energia desce por cabos elétricos especiais que passam por dentro da água. Como esses cabos são flexíveis, eles acompanham o balanço do mar sem partir.
Em seguida, os cabos levam a eletricidade até uma subestação no mar. Essa estação aumenta a força da energia e a envia por cabos submarinos até a rede elétrica das cidades. Na prática, isso permite colocar usinas bem longe da praia. Nesses pontos, os ventos correm livres, sem barreiras como prédios ou montanhas.
Uso de novos materiais
O avanço da tecnologia permite criar plataformas cada vez mais leves e resistentes. Como resultado, o setor gasta menos aço para fabricar as usinas de energia eólica.
Portanto, essa mudança ajuda os estaleiros a construir essas usinas em grande escala. Esse processo transforma o modo como a sociedade produz eletricidade hoje.
Quais os benefícios e custos reais dessa tecnologia de produção de energia eólica?
Levar as turbinas para o mar aberto traz grandes vantagens para a energia eólica. Contudo, o modelo também exige altos investimentos que governos e empresas precisam avaliar bem.
Vantagens da energia em alto-mar
A maior vantagem de produzir energia em águas profundas é a alta eficiência. Esse detalhe mostra o quanto a usina consegue gerar de energia ao longo do ano.
As usinas de energia eólica na terra geram menos porque encontram obstáculos no caminho. Já as usinas flutuantes aproveitam ventos livres de barreiras.
Como resultado, os ventos no mar correm com muito mais força e constância. Ventos constantes significam que a entrega de eletricidade para as casas fica mais firme e garantida. Esse cenário reduz a necessidade de ligar usinas térmicas poluentes nos dias sem vento.
Menos impacto perto das praias
Além disso, como ficam a muitos quilômetros da costa, ninguém consegue ver ou ouvir essas grandes estruturas de energia eólica. Isso resolve as reclamações de ruído ou poluição visual que acontecem na terra.
Consequentemente, a distância evita problemas com moradores locais e não atrapalha o turismo nas praias. O espaço aberto no oceano também permite criar parques gigantes. Os projetistas conseguem instalar centenas de turbinas de energia eólica sem sofrer com a falta de espaço do continente.
Custos e evolução do mercado
O custo para produzir energia eólica com sistemas flutuantes ainda é maior do que o das usinas fixas ou daquelas construídas na terra. Isso acontece porque a tecnologia é nova e as peças para usar no mar são complexas.
No entanto, a tendência do mercado indica uma redução progressiva desses valores. Isso vai acontecer conforme a produção de plataformas crescer e o setor adotar padrões de fábrica iguais no mundo todo.
| Tipo de Custo | Estrutura Fixa (Até 50m) | Estrutura Flutuante (Acima de 60m) |
| Base / Plataforma | Depende de navios grandes e caros para fixar no chão | Montagem feita no porto e depois rebocada ao mar |
| Instalação | Difícil no mar, depende muito do clima | Simples, usa barcos rebocadores comuns |
| Manutenção | Média, exige navios especiais no local | Alta no mar, mas permite puxar a torre até o porto |
| Eficiência | Alta | Muito Alta |
Os portos exigem melhorias e reformas para conseguir receber essas peças gigantes durante a montagem das usinas de energia eólica. Por esse motivo, o investimento inicial nos portos costuma ser alto.
Vantagens na montagem e nos reparos
Por outro lado, o modelo flutuante facilita muito a logística. Os técnicos conseguem montar toda a turbina e as pás na plataforma enquanto ela ainda está parada no porto. O processo utiliza guindastes normais da terra.
Isso evita o aluguel de navios de instalação complexos e caros. Esses navios são raros no mercado, o que costuma atrasar as obras.
O custo de operação envolve o uso de sensores para acompanhar tudo e barcos para fazer consertos. A grande vantagem da energia eólica flutuante é que a equipe pode soltar os cabos se houver um problema grave.
Dessa forma, os barcos puxam a estrutura de volta para um estaleiro na terra para fazer o conserto. Essa opção é impossível em um parque fixo comum.
Passo a passo: Como instalar um parque flutuante?
Instalar um parque de energia eólica em águas profundas exige precisão e planos detalhados. O trabalho funciona em quatro etapas principais.
1. Estudos do mar e da natureza
Antes de mover qualquer peça, os especialistas passam meses estudando a região. Os técnicos analisam a velocidade e a direção dos ventos com boias especiais. Também mapeiam o fundo do mar usando sonares.
Esses dados ajudam a escolher o melhor tipo de âncora para a usina de energia eólica.
Ao mesmo tempo, os biólogos estudam a região para entender as rotas de peixes, baleias e aves. Essa pesquisa garante que a obra não cause problemas para a preservação ecológica.
2. Montagem das estruturas no porto
Com os estudos prontos, os estaleiros começam a fabricar as plataformas de aço ou concreto. Depois de prontas, essas bases vão para a água como se fossem navios comuns.
Em seguida, barcos levam a plataforma até o cais do porto. Ali, com a ajuda de guindastes, os técnicos montam a torre, o gerador e acoplam as três pás gigantes.
Realizar a montagem dentro do porto protege os trabalhadores contra as ondas do mar aberto. A prática também diminui o risco de quebrar as peças sensíveis da turbina de energia eólica.
3. Viagem de barco e fixação no mar
Depois de terminar todos os testes no porto, o conjunto está pronto para viajar. Barcos rebocadores seguram a plataforma com a turbina montada e começam uma viagem lenta até o ponto final em alto-mar.
Essa viagem pode durar horas e cobrir dezenas de quilômetros. Ao chegar no local exato, os técnicos amarram a plataforma flutuante nos cabos e correntes que já estavam presos no fundo do mar.
A equipe estica os cabos com a ajuda de sistemas eletrônicos até a usina atingir o nível de equilíbrio ideal. O nível segue o plano que os engenheiros criaram para a usina de energia eólica funcionar com segurança.
4. Ligação dos cabos e testes finais
A última etapa liga a usina à rede de energia. Robôs submarinos guiam os cabos elétricos flexíveis da turbina até as caixas de ligação que ficam no fundo do mar.
Esses cabos sobem até a plataforma em formato de curvas. Esse desenho dá uma folga para os fios se moverem junto com as ondas sem esticar demais ou partir.
Após checar todas as ligações, o parque de energia eólica passa por testes de segurança. Nessa fase, os engenheiros ligam cada turbina para testar a carga antes de enviar a eletricidade para as cidades.
Para entender como essas usinas enviam eletricidade para as cidades, leia nosso artigo sobre as subestações na distribuição de energia.
Modelo flutuante vs. Modelo fixo: Qual a melhor escolha?
A escolha entre o modelo fixo e o flutuante depende do tipo de costa e da profundidade do mar na região da usina. Cada solução tem seu espaço ideal de uso.
Profundidade do mar
As estruturas fixas dominam o mercado de energia eólica em locais rasos, onde a profundidade do mar não passa de 50 metros. O Mar do Norte, na Europa, é o exemplo perfeito disso, pois tem um chão raso que segue por quilômetros.
Por outro lado, a tecnologia flutuante é a única opção viável para países com mares profundos logo após a praia.
Locais como a costa do Oceano Pacífico nos Estados Unidos, o Japão e várias partes do Brasil precisam dessas bases flutuantes. Sem elas, as empresas não conseguem aproveitar a força da energia eólica nessas regiões.
Retirada das estruturas no futuro
Ao fim da vida útil de um parque eólico (que dura entre 25 e 30 anos), os operários precisam retirar todas as estruturas para limpar o local. Nas turbinas flutuantes, esse processo é simples e rápido. Os técnicos soltam os cabos elétricos e puxam a plataforma de volta para a terra, onde o aço pode ser reciclado.
Já a retirada das estacas fixas cravadas no chão do mar exige serras gigantes e navios pesados. Trata-se de um processo caro e demorado que gera muito barulho debaixo d’água, o que incomoda os animais marítimos.
Uso do espaço do mar
As fazendas de energia eólica flutuante ficam longe da costa e não atrapalham outras atividades. Elas não interferem na pesca artesanal perto das praias, não bloqueiam barcos de passeio e preservam a paisagem natural das praias turísticas.
Essas usinas funcionam em áreas com acesso controlado. Como a pesca industrial pesada é proibida nesses locais, a região acaba virando uma reserva natural. Com isso, os peixes se reproduzem livremente ao redor dos cabos e das âncoras.
Perguntas frequentes (FAQ)
Como as turbinas flutuantes aguentam tempestades e ondas gigantes?
Os engenheiros usam o conhecimento das plataformas de petróleo para desenhar essas bases. Elas possuem sistemas de lastro inteligente internos que mudam de lado para equilibrar o peso da torre contra a força das ondas. Além disso, as amarras têm o peso ideal para esticar e encolher sem quebrar.
No topo, os sistemas de energia eólica contam com sensores inteligentes. Se o vento ficar forte demais, as pás mudam de ângulo automaticamente para não girar rápido demais. A turbina para de funcionar e entra em modo de segurança até o clima melhorar.
Qual é o potencial da energia eólica flutuante no Brasil?
O Brasil tem uma das melhores costas do mundo para projetos de energia eólica. O país conta com ventos fortes, sem mudanças bruscas de direção e que sopram de forma constante.
Estudos mostram que o potencial do mar brasileiro é gigante. O Nordeste tem áreas rasas ótimas para torres fixas, mas o Sudeste e o Sul possuem águas profundas. Essa característica exige o uso de soluções flutuantes para transformar o vento do nosso mar em eletricidade.
Essas estruturas flutuantes trazem riscos para os animais do mar?
Pesquisas em projetos-piloto mostram que os impactos são baixos durante o funcionamento das usinas. Como as estruturas flutuam, a instalação não exige martelos hidráulicos para furar o chão do mar, reduzindo o barulho na água.
Além disso, os cabos submersos das plataformas de energia eólica acabam funcionando como recifes artificiais. Pequenas algas e mariscos grudam no metal, atraindo peixes menores e gerando um novo ecossistema. O cuidado principal dos engenheiros é isolar os cabos elétricos para não atrapalhar a navegação de baleias e golfinhos.
O futuro da energia eólica limpa no mundo
O mercado global caminha para fabricar as peças dessas usinas em linhas de montagem padrão dentro dos portos. Essa mudança vai reduzir os custos da energia eólica nos próximos anos.
Novas leis e leilões de energia focados no mar devem atrair mais investimentos internacionais. Esses recursos ajudam a criar fábricas e empregos locais especializados em tecnologia marítima.
Novas conexões
No futuro, essas fazendas flutuantes devem funcionar junto com baterias gigantes e usinas de combustível sintético no mar aberto.
Clique aqui e descubra como o hidrogênio se une ao setor dos ventos: Leia o nosso guia exclusivo sobre Produção de Hidrogênio Verde para entender por que essa combinação vai revolucionar as indústrias e acelerar as metas globais do planeta.
Se você quer saber como a indústria trabalha para reduzir a poluição, leia também nosso post sobre as metas de descarbonização da indústria contemporânea.
Quer acompanhar as novidades sobre energia limpa no Brasil e no mundo? Tem alguma dúvida sobre como essas plataformas flutuam? Deixe sua pergunta nos comentários para conversarmos mais sobre o futuro da energia no planeta.
Fontes e Referências de Autoridade
- EPE (Empresa de Pesquisa Energética). Acesse o estudo oficial completo no Roadmap Eólica Offshore Brasil para conferir dados técnicos do setor elétrico do Ministério de Minas e Energia.
- IRENA (International Renewable Energy Agency). Confira o documento global detalhado em Floating Offshore Wind Outlook (PDF em inglês) para analisar o panorama tecnológico e as projeções econômicas das usinas flutuantes.
3 comentários em “Energia Eólica Offshore: Como Funciona”