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Se o termo “energia renovável” traz à mente um mar de painéis solares ou turbinas eólicas em torre, você não está sozinho. Está se tornando cada vez mais comum capturar energia do sol e do vento. Isso porque estas fontes de energia “limpas” geram electricidade sem poluir o nosso ar. Igualmente importante é que elas não liberam dióxido de carbono na atmosfera. Esse gás de efeito estufa aprisiona o calor do sol e contribui para as nossas mudanças climáticas.

Mas a energia solar e eólica têm uma grande queda: Eles nem sempre estão disponíveis. O sol só brilha durante o dia. O vento vem e vai. Há muito poucos lugares onde o vento é constante o suficiente para gerar eletricidade o tempo todo. E por mais fácil que pareça, armazenar energia para uso posterior provou ser um grande desafio.

Mas ondas do mar? Como qualquer pessoa que tenha ficado perto de uma praia pode dizer, as ondas batem na costa de manhã, meio-dia e noite. E isso torna-as ideais para gerar energia 24 horas por dia. Agora os cientistas estão a descobrir quanta energia as ondas podem oferecer.

Quando o vento sopra através da superfície da água, ele cria ondas. Se você já viu bonés brancos em um oceano ou algum lago em um dia ventoso, você já viu isso em ação. O vento faz com que a água na superfície se enrole para cima e para baixo. Mesmo que pareça que a água está viajando de um lugar para outro, ela na verdade não vai muito longe. Pelo contrário, move-se em círculos – para cima, para cima, até ao topo da onda, depois para baixo, para baixo, para o outro lado.

Isso é verdade, pelo menos, quando a água é muito profunda, como no oceano. Essas ondas suavemente ondulantes são chamadas de “swells”. Mas as ondas mudam quando se aproximam da costa.

Quando a água fica mais rasa, não pode mais viajar em círculos. O solo fica no caminho. A água choca contra o fundo do oceano, esmagando o círculo em uma oval. Como uma pessoa tropeçando em algo, a água “tropeça” no chão. A parte de cima espreita para além do fundo. A onda “quebra-se”, batendo mais perto da praia.

Os sistemas de energia das ondas usam o movimento da água para fazer electricidade. Alguns tipos destes dispositivos aproveitam o poder de quebrar as ondas. Outros fazem uso dos swells. Outros ainda usam a pressão das ondas perto do fundo do oceano. No entanto todos têm o mesmo objectivo: Converter a energia das ondas em energia eléctrica. Essa eletricidade pode ser usada para alimentar a rede elétrica. Essa é a rede de cabos que transmite eletricidade para casas e edifícios para que possamos usá-la.

A energia das ondas é restrita a áreas próximas ao oceano. Afinal, os cabos que transportam eletricidade só podem ser tão longos. Mas 40% da população mundial vive num raio de 100 quilómetros (60 milhas) do oceano. Isso significa que um monte de luzes, TVs e comprimidos poderiam ser alimentados por ondas.

Com toda essa promessa de energia das ondas, os pesquisadores estão testando o quão bem diferentes tipos de geradores convertem a energia dos oceanos em eletricidade. Ao longo do caminho, eles estão tentando garantir que a vida marinha não será prejudicada no processo.

Energia onde ela é necessária

O primeiro passo para criar energia das ondas? Descobrir o melhor lugar para colocar esses conversores de energia.

Nem todas as áreas costeiras trabalham para gerar energia das ondas. A forma da terra sob o mar muda o tamanho e a forma das ondas. Os conversores de energia das ondas também são caros. Os melhores locais devem ter muita ação das ondas, mas não tanto que os conversores possam ser danificados em uma tempestade.

Para descobrir os melhores locais, os cientistas recorrem a modelos de computador. João Morim Nascimento e Nick Cartwright são engenheiros ambientais na Austrália. Ambos trabalham na Griffith University em Southport, Queensland. Um engenheiro ambiental trabalha para reduzir a poluição e o desperdício. A dupla queria encontrar bons lugares para conversores de energia das ondas ao longo da costa sudeste de seu país. É o lar de várias grandes cidades australianas. Como tantas pessoas vivem perto da costa, esta área poderia ser ótima para a energia das ondas.

Os pesquisadores começaram com um modelo de computador existente chamado SWAN. (Esse nome significa Simulating WAves Nearshore.) A SWAN foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Delft, na Holanda. Ele prevê a força e a localização da energia das ondas oceânicas. Para fazer isso, ele influencia em coisas como vento, características no fundo do oceano e interações entre múltiplas ondas.

Morim Nascimento e Cartwright adaptaram o SWAN para ser aplicado no sudeste da Austrália. Eles adicionaram detalhes sobre a profundidade da água a menos de 50 km da costa. Eles também colocaram dados sobre os ventos e ondas da região. Em seguida, testaram o modelo usando dados de bóias no oceano. Os engenheiros ajustaram o modelo até que ele previu de perto a quantidade de energia das ondas sendo registrada pelas bóias.

O modelo ajudou a equipe a encontrar “hotspots” – lugares com o que Cartwright descreve como uma “abundância de energia das ondas”. Cada local fica a 5 km da costa em água a não mais de 22 metros de profundidade. Estes são ideais, ele explica, porque é mais fácil e mais barato conseguir a energia para terra a partir destes locais do que de longe.

“Há energia natural mais do que suficiente lá no oceano”, diz ele. “O desafio é aproveitar e converter energia suficiente em energia” que as pessoas podem usar. Parte desse desafio é o próprio oceano. As ondas batem constantemente no equipamento. O equipamento também pode experimentar algum clima extremo. Ondas de tempestade muito grandes podem danificar os conversores, diz Cartwright. E, ele acrescenta, a água salgada do mar corrói, ou quebra, quaisquer peças metálicas.

Sea carpet

Os cientistas e engenheiros estão tentando muitas maneiras diferentes de superar esses desafios. As suas ideias têm levado a muitos tipos de desenhos. Alguns conversores flutuam na superfície, amarrados a geradores de ondas no fundo do oceano. Outros têm uma extremidade ancorada no fundo do mar com a outra livre para se virar de um lado para o outro, à medida que as ondas se lavam sobre ela. Outros ainda usam pressão de ar ou água para gerar eletricidade.

Um dos mais novos sistemas se parece um pouco com um tapete plano. Mohammad-Reza Alam e sua equipe na Universidade da Califórnia, Berkeley projetou o conversor para imitar um fundo de mar lamacento. Lugares com muita lama são bons para absorver as ondas que chegam, explica Alam. Pescadores em mares rasos muitas vezes se dirigem para áreas lamacentas quando o mau tempo atinge. Os barcos pendurados lá fora estão protegidos de grandes ondas quando saem de uma tempestade.

Se a lama pode absorver tanta energia, Alam raciocinou, então um conversor de energia que age como lama deve fazer o mesmo. Isso o tornaria extremamente eficiente na colheita da energia das ondas.

A parte “tapete” do seu conversor é feita de uma folha lisa de borracha. Ele descansa perto do fundo do mar, onde pode se dobrar e flexionar junto com as ondas. À medida que se move para cima e para baixo, empurra os postes para dentro e para fora de uma bomba de pistão. A bomba converte o movimento do pistão em electricidade, que depois percorre um cabo até à rede eléctrica.

O tapete é capaz de remover quase toda a energia das ondas, diz Alam. E seria capaz de alimentar muitas casas. Cada hora, diz ele, “cada metro quadrado do tapete pode tirar cerca de 2,5 quilowatts da água perto da costa da Califórnia”. Isso é o dobro da quantidade de eletricidade usada a cada hora por uma típica casa americana

“Se quisermos obter a mesma energia do solar”, diz Alam, “precisamos de 14 metros quadrados de painéis solares”. Isso é 14 vezes mais! Ele diz que um tapete de ondas de tamanho normal teria provavelmente cerca de 10 metros de largura por 20 metros de comprimento. Assim, deve ser capaz de gerar 500 quilowatts de electricidade por hora – o suficiente para alimentar mais de 400 casas – 24 horas por dia.

Outros locais, como o norte da Europa, têm mais ondas energéticas. Assim, um tapete de ondas lá poderia gerar mais eletricidade, observa Alam. Do outro lado, ondas mais fracas em lugares como o Golfo do México não poderiam bombear tanta eletricidade para a rede elétrica.

Ancorada ao fundo do mar, toda a estrutura fica logo acima do fundo do mar. Por isso, está completamente fora de vista. Isso é importante para muitas pessoas que passam tempo na praia. Eles não gostam de ver grandes estruturas geradoras de energia (como turbinas eólicas) quando estão fora para nadar ou velejar. Na verdade, muitos parques eólicos estão localizados longe da costa, para que as pessoas que desfrutam da praia não os vejam. O tapete de ondas, no entanto, pode estar perto da costa. Isso significa que os cabos que transportam a electricidade para a rede podem ser muito mais curtos. E a electricidade gerada pelo tapete deve por isso custar menos.

Bom para o ambiente?

Não há dúvida de que encontrar novas fontes de energia renovável é bom para o ambiente. Menos poluição e menos gases de efeito estufa são bons para as pessoas, plantas e animais. Mas fontes de energia limpa ainda podem causar problemas.

Turbinas eólicas podem atrapalhar a migração de aves e morcegos, por exemplo. (Algumas estimativas dizem que centenas de milhares destes animais podem morrer a cada ano devido a colisões com as enormes pás giratórias). A altura inferior dos conversores de energia das ondas significa que provavelmente eles não interfeririam com os animais em migração. Mas “precisamos considerar cuidadosamente sua interação com o ambiente marinho”, diz Deborah Greaves. Ela é engenheira oceânica na Universidade de Plymouth na Inglaterra.

Uma preocupação é sobre qualquer impacto ecológico da absorção de toda essa energia das ondas que chegam. (Afinal, é assim que eles geram eletricidade – convertendo a energia das ondas em energia elétrica). A energia aproveitada a partir das ondas reduzirá a quantidade de energia que restará à medida que as ondas continuarem em direcção à costa. Elas serão menores, pelo menos por alguma distância. Ondas menores podem levar a menos mistura de nutrientes dentro da coluna de água (isto é, a água entre um pedaço particular do fundo do oceano e a superfície acima dele). E isso poderia ter impacto com as espécies que vivem lá, diz Greaves. “Mas também pode ser um benefício”, acrescenta ela. Afinal, “os conversores de energia das ondas podem ajudar a fornecer alguma proteção costeira”, reduzindo a erosão.

Os geradores elétricos também podem afetar a forma como a vida selvagem interage. Muitas aves e mamíferos marinhos caçam os peixes em áreas que podem ser locais ideais para conversores de ondas. É possível que os conversores possam até atrair peixes para eles se as criaturas menores que eles comem procurarem refúgio lá. Isso poderia, por sua vez, atrair predadores esfomeados. Isto pode ajudar a aumentar a vida marinha na área. Mas peixes, focas e outros animais também podem ficar presos em longos cabos que ancoram os conversores de energia de superfície. Portanto, os pesquisadores devem estudar onde eles querem instalar esses conversores para ter certeza de que não prejudicarão os ecossistemas locais.

Outra preocupação: Os conversores vão fazer barulho. Isto pode ser um problema para peixes, golfinhos e outros animais que dependem do som para encontrar alimento ou para se comunicar. O barulho profundo de um barco e o alto ping do sonar causam todo o tipo de problemas aos animais oceânicos. Estas criaturas podem ter dificuldade em encontrar alimento ou ficar desorientadas. Contudo, diz Greaves, é improvável que os conversores de ondas criem altos níveis de ruído. A parte mais ruidosa aconteceria quando os conversores fossem inicialmente instalados em algum local. Uma vez que eles começam a funcionar, eles devem ser bastante silenciosos.

No lado positivo, os conversores podem tornar-se a base para um recife artificial se algas, mexilhões, cracas ou corais tomarem posse da estrutura e começarem a crescer. Tais recifes fornecem proteção para os peixes e outra vida marinha. Isso pode aumentar a diversidade da vida marinha na área. Eles podem ser úteis, desde que essas criaturas não interfiram no movimento do conversor de ondas.

“Dos vastos recursos do oceano, a energia das ondas tem o potencial de dar uma enorme contribuição para as nossas necessidades de energia limpa do futuro”, diz Greaves. Mas, adverte ela, “precisa ser feito de forma sustentável, em harmonia com o meio marinho”.