Energia eólica: limpa, mas nem tanto…

Traduzido de: Scientists Find Night-Warming Effect Over Large Wind Farms in Texas

As turbinas eólicas interagem com a camada limítrofe da atmosfera próxima à superfície

Uma fazenda de ventos no Texas.

Em várias partes do Texas as “fazendas de vento” são numerosas; os cientistas relatam novos resultados sobre seus efeitos.

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29 de abril de 2012

Grandes fazendas de ventos em certas áreas dos Estados Unidos parecem estar afetando as temperaturas de superfície locais, de acordo com um artigo publicado hoje em Nature Climate Change.

O estudo, liderado por Liming Zhou, um cientista atmosférico na State University of New York (SUNY) -Albany, fornece novos dados acerca dos possíveis efeitos das fazendas de ventos.

 

Map of Texas showing wind farm locations as of the year 2010.

Localizações de centros de fazendas de ventos no Texas, até o ano de 2010.
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Os resultados podem ser importantes para o desenvolvimento de estratégias eficientes de adaptação e gerenciamento, para assegurar a sustentabilidade a longo prazo da energia eólica.

“Este estudo indica que as temperaturas de superfície aumentaram nas vizinhanças das grandes fazendas de ventos no centro-oeste do Texas, especialmente durante as noites”, declara Anjuli Bamzai, diretor de  programa da Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da Fundação Nacional de Ciências (National Science Foundation = NSF), que financiou a pesquisa.

“As observações e análises se referem a um período de tempo relativamente curto, mas levantam importantes questões que merecem atenção, na medida em que nos dirigimos a uma era de rápido crescimento das fazendas de ventos em nossa busca por fontes alternativas de energia”.

Extensas pesquisas ligaram a produção de dióxido de carbono produzido pela queima de combustíveis fósseis com o aumento global das temperaturas.

 

Photo showing a wind-farm on the horizon in Lubbock County, Texas.

Fazendas de ventos pontilham o horizonte do condado de Lubbock County e outras áreas do Texas.
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Em consequência, muitas nações estão dando preferência a fontes mais limpas de energia renovável, tais como turbinas eólicas. A energia eólica para geração de energia elétrica não cria emissões, não usa água e é considerada “verde”.

“Precisamos compreender melhor o sistema através de observações para poder descrever e criar modelos dos complexos processos envolvidos, para prever como as fazendas de ventos podem afetar futuramente as temperaturas e o clima”, disse Zhou.

O número de estudos sobre os efeitos das fazendas de ventos sobre o tempo e o clima vem crescendo, empregando principalmente modelos numéricos, devido á ausência de observações sobre as fazendas de ventos.

 

Photo of a Texas wind ranch.

Um novo tipo de fazenda no Texas – uma fazenda de ventos.
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Uma vez que os modelos numéricos exigem grandes esforços de computação e apresentam incertezas na representação de tempo e clima locais, explicou Zhou, o sensoreamento remoto é provavelmente a maneira mais eficiente e eficaz para estudar os efeitos das fazendas de ventos em escalas espaciais e temporais maiores.

Para compreender o impacto potencial das fazendas de ventos nos tempo e clima locais, a equipe de Zhou  analisou as temperaturas de superfície medidas pelos satélites em torno das grandes fazendas de ventos do Texas ao longo do período de 2003 a 2011.

Os pesquisadores encontraram um efeito de aquecimento noturno nas áreas de fazendas de ventos da ordem de 0.72°C por década, ao longo do período de 9 anos de coleta de dados.

Uma vez que o padrão do aquecimento espelha a distribuição geográfica das turbinas eólicas, os cientistas atribuem esse aquecimento diretamente às fazendas de ventos.

 

Photo of a wind farm in the background and cacti in the foreground.

Uma fazenda de ventos no Texas partilha o espaço com cactos e outros habitantes do deserto.
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A medição anual da temperatura de superfície sobre as fazendas de ventos mostra uma tendência persistente de aquecimento de 2003 até 2011, consistente com o aumento do número de turbinas eólicas em funcionamento ao longo do período.

“Este efeito de aquecimento provavelmente é causado pelo rastro de turbulência das turbinas agindo como um ventilador para sugar para baixo o ar mais quente de altitudes maiores à noite”, explica Somnath Baidya Roy da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, um co-autor do artigo.

Embora o efeito de aquecimento relatado seja local e pequeno, comparado com a forte variação anual da temperatura de solo de fundo, os autores acreditam que este trabalho chama a atenção para uma importante questão científica que merece maiores investigações.

 

Graph showing night-time land surface temperature differences near wind farms.

Diferenças nas temperaturas noturnas da superfície , próximo a fazendas de ventos, entre 2010 e 2013.
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“A tendência de aquecimento estimada se aplica somente à região estudada e ao período do estudo, não devendo, portanto, ser interpolada para outras regiões de maneira global ou por períodos mais extensos”, esclarece Zhou. “Para uma dada fazenda de ventos, uma vez que não haja a instalação de novas turbinas eólicas, o efeito de aquecimento pode chegar a um patamar de estabilidade”.

O estudo representa um primeiro passo para a exploração de dados de satélites para quantificar os possíveis efeitos do desenvolvimento de grandes fazendas de ventos sobre o tempo e o clima, declara Chris Thorncroft da SUNY-Albany, um co-autor do artigo.

“Estamos expandindo esse enfoque para outras fazendas de ventos”, diz Thorncroft, “e criando modelos para compreender os processos e mecanismos físicos que regem as interações das turbinas eólicas e a camada atmosférica de fronteira próxima à superfície”.

Os outros autores do artigo são Lance Bosart da SUNY-Albany, Yuhong Tian da NOAA e Yuanlong Hu do Terra-Gen Power LLC em San Diego, Califórnia.

-NSF-

Não seja enganado por baboseiras quânticas

Eu sou místico. Eu acredito em magia, em espíritos e em outras coisas absurdas. A meu favor, só posso dizer que não faço a menor ideia do porquê isso funciona; apenas acho que funciona. Se isso é uma prova de que meu raciocínio é tendencioso e baseado em auto-sugestão, problema meu… E, diga-se de passagem, não faço proselitismo de minhas crenças porque acho que isso é uma questão de convicção pessoal.

Este post foi motivado por uma dessas asneiras pseudo-científicas que, infelizmente, vêm sendo repetidamente utilizadas por gente que ouviu cantar um galo, mas não sabe onde, e – o que é mais deplorável ainda – gente que por sua própria formação acadêmica, deveria ter mais cuidado em não tentar impingir suas crenças não fundamentadas com argumentos fantasiosos baseados em sua lamentável ignorância de outro ramo das ciências que não é o seu.

A asneira em particular foi uma argumentação em defesa da homeopatia, publicada na Scientific American, Edição Brasileira (e já fartamente repudiada pela editoria da Scientific American, Matriz). A passagem é esta:

A homeopatia é conhecida como tratamento alternativo para os seres humanos, mas poucos conhecem sua utilização em animais, plantas, solo e águas. Essa técnica é alvo de críticas quanto aos resultados e eficácia. Uma delas diz respeito ao “efeito placebo” de seus remédios, que não contêm nenhum traço da matéria-prima utilizada em sua confecção. Para responder a essa abordagem é necessário um esclarecimento: a homeopatia não se relaciona com a química, mas com a física quântica, pois trabalha com energia, não com elementos químicos que podem ser qualificados e quantificados. (o grifo é meu. JC)

Essa “pérola” é atribuída a “Nina Ximenes, bióloga, […] pós-graduada em educação ambiental” e foi publicada na página 17 da edição brasileira de abril de 2012 da Scientific American. E – faça-se justiça – já foi publicamente repudiada pela Editora-Chefe da Scientific American, Matriz, Mariette DiChristina. É profundamente lamentável que o senhor Ulisses Capozolli, Editor-chefe da edição brasileira da SciAm, tenha “cochilado” e dado o respaldo de uma revista científica respeitada a tamanho non-sequitur.

Então, vamos ao que realmente interessa. Que diabos é essa tal “física quântica”?

O nome já começa por ser infeliz e induzir ao erro. O conceito de quanta (singular: quantum) de energia surgiu com as experiências de Max Planck sobre a energia que corpos aquecidos emitem. Ele descobriu (vou poupá-los dos detalhes técnicos) que a energia era sempre absorvida e emitida em “pacotes discretos”. Se você bombardeasse um alvo com luz de um determinado comprimento de onda, obteria uma radiação com outro comprimento de onda; sempre os mesmos. Se você aumentasse a intensidade da luz, produziria mais radiação, mas sempre com o mesmo comprimento de onda, não com um comprimento de onda maior. Da velha nomenclatura da química (especialmente a bioquímica) veio o termo quantum (= quantidade).

Disso, se deduziu (e, posteriormente, se comprovou fartamente) que no nível subatômico, a energia é absorvida e emitida sempre nesses “pacotes”; sem valores intermediários.

Parece algo sem paralelo em nosso mundo “macro” cotidiano, né?… Nem tanto… Pense na gravidade da Terra; para um objeto se livrar da atração da gravidade terrestre e ser lançado ao espaço (se você pensou em satélites e naves espaciais, acertou!) é preciso que ele alcance uma velocidade de escape de 11,2 km/s. Uma velocidade ligeiramente menor e o objeto cai de volta; se a velocidade for ligeiramente maior, tanto faz: o objeto escapa da atração da Terra.

Isso independe da massa do objeto; a velocidade de escape é sempre a mesma. É claro que, para que um objeto com maior massa (“mais pesado”), você vai precisar de uma energia total bem maior para obter a mesma velocidade de escape.

Nas interações entre as partículas que compõem os átomos, assim como entre os átomos que compõem uma molécula e da mesma forma entre átomos de moléculas próximas (e é isso que chamamos de “química”), tudo é feito com base nessas quantidades mínimas de energia (ou quanta), de modo que qualquer “pacote” de energia pode ser tratado como uma “partícula”.

E os físicos chegaram à conclusão (após longos e tediosos estudos) que só existem quatro tipos de interações entre as partículas subatômicas: as conhecidas gravitacionais e eletromagnéticas, que se manifestam claramente neste universo “macro” onde vivemos, e duas que só funcionam no âmbito restrito dos átomos e principalmente seus núcleos: a forte e a fraca. A fraca tem alguma semelhança com a eletromagnética, só que as partículas portadoras dessa força têm massa e, portanto, não chegam muito longe: não saem de dentro do diâmetro de um núcleo atômico dos pequenos… E a forte ganhou esse nome porque é muito mais forte do que a repulsão eletromagnética e consegue manter juntas duas partículas de cargas iguais (e ainda bem que ela existe, senão este universo nem existiria).

O grande problema em estudar o comportamento das “coisas” no “mundo subatômico” é que o simples ato de observar uma partícula altera essa partícula. Quer um paralelo ‘macro”?… Pense em uma pilha de pratos – uma meia dúzia deles – onde só um tem uma marca no centro (e você não pode olhar por cima da pilha). Para saber qual deles é o prato marcado, você tem que tirar os pratos que estão por cima e, quando chegar no prato marcado, ele já não será mais um “prato no meio da pilha”. Para uma partícula subatômica, seu “lugar na pilha” é extremamente importante (acredite em mim… senão a gente não chega ao fim da estória).

Para agravar o problema citado acima, é extremamente difícil (para não dizer “impossível”) obter algo como  “um único fóton” (“fóton” é a partícula de força eletromagnética, da qual a luz visível é apenas uma faixa extremamente estreita – mas guarde isto: todo e qualquer fóton se move à “velocidade da luz”, o “limite de velocidade” no universo) e – como se isso não bastasse – qualquer “partícula”, enquanto não produzir um efeito mensurável, é uma “onda” e se comporta como tal. Quer outra analogia “macro”?… Uma onda do mar que bate contra uma parede de cais. Se você dotar a parde de sensores que meçam a força exercida por cada onda que bate nela, você pode calcular a quantidade de água (e coisas dissolvidas nela) e a velocidade de cada onda (e eis sua “partícula” de mar…)

E mais uma coisa que confunde os “leigos”: isso tudo acontece no “mundo subatômico” em uma velocidade inimaginável e em quantidades de perder o fôlego. Lembra da onda do mar que eu fiz bater no cais no parágrafo acima?… Sabe como se dá esse “choque”?… Interação eletromagnética! Cada um dos elétrons dos átomos de água (e coisas dissolvidas nela) interage com os elétrons dos átomos dos materiais que compõem a parede, trocando “brazilhões” de “fótons virtuais” a cada “pentelhésimo” de segundo, e se repelem!

OK! E o que isso tem a ver com a homeopatia e os remédios em geral?

Exatamente o que você já pensou: nada! As reações químicas são uma “manifestação” da velha força eletromagnética que junta os átomos em moléculas, com os núcleos positivos atraindo os elétrons negativos dos outros átomos e estes puxam o núcleo do átomo “roubado” mais para perto do átomo “ladrão” de elétrons. E, se surgir uma molécula com capacidade de atrair mais o átomo “ladrão”, ou o átomo “roubado”, ela “rouba” o lugar da outra e cria uma (ou mais) moléculas novas, Isso é uma “reação química”.

Enquanto isso, as interações nucleares fortes e fracas continuam a acontecer dentro dos núcleos dos átomos – “brazilhões” de vezes por fração de segundo – e isso não muda chongas na reação química! 

Para você ter o efeito de um átomo de flúor – o elemento químico mais reativo que se conhece – você precisa da presença de um bendito átomo de flúor! Se o átomo de flúor for reagir em outra freguesia, a molécula abandonada passa a se comportar como se ele nunca tivesse estado lá! E, se você tiver “brazilhões” de átomos de, por exemplo, hidrogênio e um só átomo de flúor, só vai conseguir uma única molécula de ácido fluorídrico, coisa que, em um organismo vivo, não faz a menor diferença.

Já perceberam onde eu quero chegar, né?.. Quanto maior a diluição, menor o efeito, até não haver efeito algum.

E a física quântica não pode fazer nada a respeito, porque ela continua agindo da mesmíssima forma por todo o universo conhecido e nem por isso você é capaz de atravessar uma porta fechada – embora um nêutron seja capaz de escapar de repente de um núcleo atômico (“Radiatividade”).

Então, quando vierem com um papo furado de querer explicar magia, homeopatia, reiki, passes do caboclo ou as preces da rezadeira com a “física quântica”, caia fora!

Como eu disse lá em cima, eu acredito em magia… mas sei que a física não tem coisa alguma a ver!

 

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