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ENERGIA EÓLICA
A energia eólica é a energia obtida pelo movimento do ar (vento). É uma abundante fonte de energia, renovável, limpa e disponível em todos os lugares.

Os moinhos de vento foram inventados na Pérsia no séc. V. Eles foram usados para bombear água para irrigação. Os mecanismos básicos de um moinho de vento não mudaram desde então: o vento atinge uma hélice que ao movimentar-se gira um eixo que impulsiona uma bomba (gerador de eletricidade).

Origem
Os ventos são gerados pela diferença de temperatura da terra e das águas, das planícies e das montanhas, das regiões equatoriais e dos pólos do planeta Terra.

A quantidade de energia disponível no vento varia de acordo com as estações do ano e as horas do dia. A topografia e a rugosidade do solo também tem grande influência na distribuição de freqüência de ocorrência dos ventos e de sua velocidade em um local. Além disso, a quantidade de energia eólica extraível numa região depende das características de desempenho, altura de operação e espaçamento horizontal dos sistemas de conversão de energia eólica instalados. A avaliação precisa do potencial de vento em uma região é o primeiro e fundamental passo para o aproveitamento do recurso eólico como fonte de energia.

Para a avaliação do potencial eólico de uma região é necessário a coleta de dados de vento com precisão e qualidade, capaz de fornecer um mapeamento eólico da região.

As hélices de uma turbina de vento são diferentes das lâminas dos antigos moinhos porque são mais aerodinâmicas e eficientes. As hélices tem o formato de asas de aviões e usam a mesma aerodinâmica. As hélices em movimento ativam um eixo que está ligado à caixa de mudança. Através de uma série de engrenagens a velocidade do eixo de rotação aumenta. O eixo de rotação está conectado ao gerador de eletricidade que com a rotação em alta velocidade gera energia.

Um aerogerador consiste num gerador elétrico movido por uma hélice, que por sua vez é movida pela força do vento. A hélice pode ser vista como um motor a vento, cuja a quantidade de eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende de quatro fatores:

da quantidade de vento que passa pela hélice
do diâmetro da hélice
da dimensão do gerador
do rendimento de todo o sistema

Ventos e Meio Ambiente

A energia eólica é considerada a energia mais limpa do planeta, disponível em diversos lugares e em diferentes intensidades, uma boa alternativa às energias não-renováveis.

Impactos e Problemas

Apesar de não queimarem combustíveis fósseis e não emitirem poluentes, fazendas eólicas não são totalmente desprovidas de impactos ambientais. Elas alteram paisagens com suas torres e hélices e podem ameaçar pássaros se forem instaladas em rotas de migração. Emitem um certo nível de ruído (de baixa freqüência), que pode causar algum incômodo. Além disso, podem causar interferência na transmissão de televisão.

O custo dos geradores eólicos é elevado, porém o vento é uma fonte inesgotável de energia. E as plantas eólicas têm uma retorno financeiro a um curto prazo.

Outro problema que pode se citado é que em regiões onde o vento não é constante, ou a intensidade é muito fraca, obtêm-se pouca energia e quando ocorrem chuvas muito fortes, há desperdício de energia.

Perspectivas Futuras

Na crise energética atual, as perspectivas da utilização da energia eólica são cada vez maiores no panorama energético geral, pois apresentam um custo reduzido em relação a outras opções de energia.

Embora o mercado de usinas eólicas esteja em crescimento no Brasil, ele já movimenta 2 bilhões de dólares no mundo. Existem 30 mil turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13.500 MW.

A energia eólica pode garantir 10% das necessidades mundiais de eletricidade até 2020, pode criar 1,7 milhão de novos empregos e reduzir a emissão global de dióxido de carbono na atmosfera em mais de 10 bilhões de toneladas.

Os campeões de uso dos ventos são a Alemanha, a Dinamarca e os Estados Unidos, seguidos pela Índia e a Espanha.

No âmbito nacional, o estado do Ceará destaca-se por ter sido um dos primeiros locais a realizar um programa de levantamento do potencial eólico, que já é consumido por cerca de 160 mil pessoas. Outras medições foram feitas também no Paraná, Santa Catarina, Minas Gerais, litoral do Rio de Janeiro e de Pernambuco e na ilha de Marajó. A capacidade instalada no Brasil é de 20,3 MW, com turbinas eólicas de médio e grande portes conectadas à rede elétrica.

Vários estados brasileiro seguiram os passos do Ceará, iniciando programas de levantamento de dados de vento. Hoje existem mais de cem anemógrafos computadorizados espalhados pelo território nacional. Um mapa preliminar de ventos do Brasil, gerado a partir de simulações computacionais com modelos atmosféricos é mostrado na figura abaixo.

Considerando o grande potencial eólico do Brasil, confirmado através de estudos recentes, é possível produzir eletricidade a custos competitivos com centrais termoelétricas, nucleares e hidroelétricas, com custo reduzido.

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A evolução tecnológica dos sistemas hidráulicos gerou uma necessidade de incrementar a eficiência e confiabilidade dos sistemas de filtração, devido ao aumento da sensibilidade e da diminuição das folgas entre as partes móveis dos componentes.

A contaminação do fluido hidráulico afeta a lubrificação das partes internas dos equipamentos, ocasionando danos como: desgaste das peças, oxidação, orifícios bloqueados e etc.

Os principais tipos de contaminação encontrados em um sistema hidráulico ou lubrificante são partículas sólidas, água e ar.

Tamanho Relativo das Partículas

MEIO FILTRANTE

É a parte do filtro responsável pela remoção dos contaminantes.
Existem dois tipos de filtragem:
Em Superfície;
Telas.
Em Profundidade.
Celulose
Micro Fibra de vidro

Filtragem Superficial
São caracterizadas por filtros de tela, os quais possuem tamanho fixo na retenção de partículas

Filtragem em Profundidade.

São filtros que se caracterizam pela diversidade de poros em formato de labirinto. Este tipo de formação faz com que as partículas fiquem aprisionadas no interior do meio filtrante.

Conseguindo alta eficiência com filtração de profundidade

A construção de um filtro de alta eficiência é realmente muito simples: basta que haja um material com furos pequenos o bastante para prender a contaminação e o projeto está completo.

Entretanto, quando todos aqueles pequenos furos estiverem tapados ou saturados, o filtro estará inutilizado e deverá ser limpo ou descartado. O objetivo da filtração deve incluir remoção das partículas e durabilidade, consistindo com o processo e seus fatores econômico.

A filtração de profundidade provou ser uma maneira econômica e eficaz de projetar filtros nos quais obtém-se alta eficiência e vida longa.

Utilizando os princípios básicos de tecnologia de filtração, é possível construir elementos filtrantes que operam por longos períodos, obtendo-se eficiência apropriada para a maioria dos processos industriais.

Princípios Básicos da Filtração de Profundidade

Na filtração de profundidade, os contaminantes são removidos por meio de toda a profundidade do meio filtrante em questão e não apenas na superfície de entrada e de contato com estes contaminantes. Estes dois efeitos (ilustrados na figura), podem ser operados no mesmo filtro e ao mesmo tempo. Entretanto, um filtro de superfície corretamente projetado deve remover e impedir a migração da partícula pelo meio filtrante. Se um filtro de profundidade forma “torta” na superfície de entrada, sua vida útil estará comprometida e o performance obtido será bem abaixo do esperado.
O primeiro objetivo de um filtro de profundidade corretamente projetado é a prevenção do carregamento de superfície para permitir que o volume do meio filtrante seja utilizado.
A remoção de sólidos com a filtração foi um processo essencial por milhares de anos. A ciência da filtração e a tecnologia material desenvolvida no passado permitiram que um projeto moderno conseguisse os resultados que não eram previamente possíveis. Tal projeto depende de uma compreensão dos princípios por meio da ciência da separação multifase. Diversos mecanismos físicos básicos trabalham juntos para produzir alta eficiência em filtração. Para esta discussão da separação de partículas. Os mecanismos importantes são:

Intercepção

A maior parte das pessoas envolvidas em processos de filtração, num primeiro momento concluem que todos os filtros trabalham com a interceptação, isto é, a partícula maior que os furos é retida e permanece no meio filtrante. Em um filtro de profundidade, entretanto, este mecanismo pode gerar a perda prematura da eficácia do meio filtrante de profundidade.

Sedimentação

Partículas maiores podem ser forçadas a manter-se para fora antes de alcançar o meio filtrante, em caso de uma mudança repentina de velocidade do fluxo. Um bom exemplo deste efeito é a geometria do fluxo de um filtro de bolsa, o fluxo entra na bolsa filtrante axialmente e, em seguida deve ter um giro de 90° para passar pelo meio filtrante. As partículas pesadas muitas vezes não têm condições de realizar esta curvatura, ficando depositadas no fundo da bolsa. Este efeito pode agir como uma etapa de pré-filtração para permitir que as partículas grandes sejam retidas antes da obstrução / saturação do meio filtrante.

Difusão

Todas as partículas apossam-se da energia cinética devido a temperatura do fluido.

Para partículas grandes, as forças são suficientes Para superar todo o movimento aleatório que possa resultar dessa energia, entretanto, em partículas menores (< 3µm) estes movimentos aleatórios podem fazer com que elas difundam para fora das linhas de fluxo do líquido. Para estas partículas, aumentar a quantidade atual da superfície pode conduzir a uma incidência elevada das partículas que golpeiam a superfície onde podem ser retidas por força de Van Der Waals. Os filtros de profundidade utilizam diâmetros de fibras muito pequenos para aumentar a remoção da área de superfície, e de partículas pequenas.

Como, então, estes mecanismos são incorporados no projeto do filtro? Vamos revisar cada um para determinar como os projetos podem ser otimizados propriamente utilizando cada um destes mecanismo de filtração.

Separação Inercial

O efeito da separação inercial pode ser experimentado cada vez que se dirige um auto-móvel em torno de uma curva na estrada. Se os pneus não fornecerem a tração adequada, o veículo pode deslizar fora da estrada, der-rapando em um sentido tangencial ao trajeto da estrada.

O mesmo ocorre quando as partículas pesadas encontram uma mudança na velocidade. Se sua massa for grande o suficiente, podem ser extraídas do fluxo por mudanças na velocidade. A separação inercial pode ser usada para remover as partículas do fluxo e fixá-las nas fibras. Uma vez em contato com as fibras, as partículas manten-se fixas pelas forcas de “Van Der Walls”. Este “corpo a corpo” das forças é extremamente forte e efetivo para manter as partículas fixadas nas fibras.

Razão Beta

A razão beta é a contagem do número de partículas de uma dado tamanho antes e depois do fluido passar através do filtro. E seu objetivo é definir a eficiência do meio filtrante.

Eficiência do Meio Filtrante

É sua capacidade de remover certos tamanhos de contaminantes.
Quanto maior for a eficiência do meio filtrante, menor será a vida útil do filtro.

Diminui-se a Razão Beta de 1 e dividi por ela mesma, e depois multiplica por 100. Essa é a eficiência nominal.

Então para um filtro de Razão Beta = 2 (partículas de 10 µm); sua eficiência nominal será de 50%.

Classe de pureza

A escolha do meio filtrante é um processo que requer certos cuidados, pois é o meio filtrante o principal componente de um filtro. A escolha errada pode não dar o resultado esperado ou até mesmo provocar prejuízos incalculáveis.

Os fabricantes de equipamento erroneamente indicam a troca do elemento filtrante em horas de operação e esquecem que a quantidade de contaminantes no sistema, no fluido e os provenientes do ambiente, contribuem enormemente na redução da vida do elemento filtrante. Esta redução é percebida pelo aumento da pressão diferencial ou pela indicação de restrição nos indicadores.
O acumulo de partículas fechando os poros do meio filtrante, impedindo que o fluido passe, aumentando o diferencial de pressão entre a entrada e a saída do elemento.