A empresa ArAM – Arrecifes Artificiais Movéis tenta implantar a instalação de dois arrecifes artificiais – o primeiro para amplificar as ondas na praia Campista, em Macaé (RJ), e o segundo para dissipar a energia das ondas, de forma controlada, associando dispositivos conversores da energia das ondas para geração de eletricidade.
Mauricio Carvalho de Andrade, fundador e presidente da ArAM, tem dedicado boa parte dos últimos 17 anos ao desenvolvimento desta tecnologia que hoje tem a chancela da COPPE/UFRJ, um dos mais renomados centros de tecnologia costeira e oceânica do mundo. “Com essa grande bagagem tecnológica, temos a absoluta certeza de entregar este produto revolucionário aos nossos possíveis clientes, com a certeza de que será um marco único na evolução da engenharia costeira e oceânica, trazendo inúmeros benefícios a regiões costeiras no Brasil e no mundo”, afirma Maurício.
A partir da implantação deste projeto, as empresas envolvidas neste empreendimento querem mostrar ao mundo uma nova maneira racional e produtiva de aproveitamento da energia das ondas do mar. “Essa tecnologia poderia ser implantada em outras praias do Brasil e mundo afora. A única exigência é ter ondulação”, explica Mauricio, que, desde o início, tem a parceria de Luiz Guilherme Morales de Aguiar, engenheiro civil mestrando e doutorado em engenharia oceânica da COPPE (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia).
Depois da passagem das ondulações pelas estruturas de amplificação e de geração de energia, as ondas incidirão sobre a estrutura de dissipação, resultando em ondulações ideais para a prática de esportes com prancha, além de área abrigada para recreação e mitigação dos problemas de erosão costeira.
Diversas praias da costa brasileira sofrem sérios problemas de erosão provocados pela ação das ondas do mar. O projeto proposto apresenta multifuncionalidade, no qual um ambiente costeiro, como a praia Campista, pode ser transformada em uma usina geradora de eletricidade a partir das ondas, otimizada pela concentração da energia das ondas, proporcionada pelo arrecife de focalização e associada a outro arrecife de dissipação responsável pela criação de uma área abrigada da praia para o uso familiar e turístico.
Atualmente, o estágio da tecnologia proposta sugere sua implantação na praia Campista, pois o projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D) recém-terminado apresentou resultados bastante promissores. Este projeto de P&D tratou do desenvolvimento do conceito de amplificação da energia das ondas para geração de eletricidade, através da definição da geometria e forma de instalação das duas estruturas de arrecifes artificiais móveis ArAM’s de amplificação e dissipação e da unidade geradora de energia (UGE).
Este conceito foi avaliado através de modelagem computacional de propagação de ondas na praia Campista, na qual foi simulada a situação atual e futura após instalação das estruturas. Também foram realizados testes experimentais em modelo de escala reduzida 1:15 das estruturas ArAM’s de amplificação e de dissipação e da unidade geradora de energia (UGE). Diferentes arranjos das estruturas foram testados para avaliar suas influências mútuas, tanto na propagação das ondas quanto na geração de energia.
O projeto de pesquisa e desenvolvimento ocorreu entre julho de 2011 e abril de 2013 e foi desenvolvido pela ArAM, graduada na Incubadora de Empresas da COPPE/UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro), com o objetivo de desenvolver projetos de arrecifes artificiais móveis para diversos fins.
A investigação do projeto foi conduzida em diferentes etapas – a primeira através da realização da modelagem da propagação de ondas na região em estudo, utilizando o modelo SisBaHiA e, em seguida, na segunda etapa, foram modeladas diferentes formas e condições da estrutura de amplificação, denominada ArAM-1, utilizando o modelo de propagação de ondas. Na terceira etapa, foi realizada a modelagem numérica-computacional do arrecife artificial móvel de dissipação das ondas (ArAM-2). Na quarta etapa, foram conduzidos os testes em modelo reduzido dos dois arrecifes artificiais móveis ArAM-1 e ArAM-2 e da unidade geradora de eletricidade (UGE) todos em escala 1:15.
A partir destes ensaios, foi possível investigar a ação conjunta dos ArAM’s entre si e com a UGE, estimar a capacidade de amplificação e dissipação da energia das ondas e a geração de energia da UGE, contando com instrumentação e processamento de dados digitais e, finalmente, servir como calibração e validação do modelo numérico.
Os resultados do projeto de P&D demonstram que é possível a amplificação da altura de onda em média de 90% através da estrutura de focalização e, em termos de energia gerada, um acréscimo em média de 40% de produção na unidade geradora de energia (UGE). Estes valores sinalizam para o avanço da tecnologia proposta ser construída em escala real (1:1) e comprovar seu funcionamento em condições de mar real.
Os benefícios decorrentes da implementação do projeto contemplam a produção de eletricidade, que, considerando o acréscimo de mais unidades geradoras, poderá ser utilizada para a iluminação pública da orla, podendo alcançar o atendimento de maior parte do tempo da demanda. Pode ser ressaltado que o projeto proporciona a amplificação das ondas de maior incidência no verão, aumentando o aproveitamento da conversão em energia elétrica, o que coincide com o período de maior consumo.
Outros benefícios indiretos também justificam o investimento, uma vez que haverá transformação de uma praia inutilizada devido à violência das ondas, em um ambiente tranquilo e seguro para o banho das famílias. Ainda há possibilidade de uso das instalações hoteleiras e turísticas ociosas em fins de semana e férias, para uma nova vocação, anteriormente apenas voltada para a indústria do petróleo.
Agregado a essas mudanças, podem ser destacados potenciais desenvolvimentos socioeconômicos relacionados ao incremento da moda praia, fabricação de equipamentos e atração de eventos internacionais voltados para o surfe e outros esportes com prancha.
Em relação aos resultados de geração de energia, pode ser verificado que a UGE, recebendo as ondas amplificadas pelo ArAM-1, ocorre um acréscimo da produção de energia gerada em até 70% para as ondas de 1,0 metro de altura significativa e períodos de 6 e 8 segundos (onda com ocorrência frequente na região).
O projeto proposto contempla a produção de energia limpa e renovável por uma nova fonte de energia, a qual poderá ajudar na diversificação da matriz energética mundial nas próximas décadas. Adicionalmente, a conversão de energia das ondas é otimizada através da amplificação provocada pela estrutura ARAM e se configura como um novo processo de geração de energia elétrica, que incrementa a produção e é replicável para outras localidades, concedendo a Macaé o pioneirismo na combinação destas tecnologias.
Outro aspecto relevante do projeto está na dissipação das ondas que incidem sobre essa estrutura artificial ocorrendo de maneira programada, formando duas raias de ondas perfeitas para a prática de esportes com prancha. Portanto, acredita-se que esta iniciativa contribuirá para a mudança de vocação do município de Macaé, que hoje é totalmente voltado para a exploração do petróleo, em um demonstrativo de produção de eletricidade pelas ondas, em um polo de fomento aos esportes com prancha, associados a atrações turísticas, gerando emprego e renda em demais setores da economia local.
Mauricio Carvalho de Andrade, fundador e presidente da ArAM, agradece aos parceiros Paulo Casar Collona Rosmann – Ph.D. em engenharia Costeira e Oceânica, Coppe/UFRJ, Aneel, Coppetec (coordenadora da pesquisa), LabOceano (laboratório oceânico da Coppe que atesta os resultados obtidos), INPH (Instituto Nacional de Pesquisas Hidrográficas, onde foi rodado o modelo físico), SeaHorse Energia (desenvolvedora da UGE), WPI Filmes (vídeos e fotografia), Ambidados (levantamentos de campo) e Jordão Engenharia.
Confira o vídeo abaixo, que fez parte de um seminário interno da Coppe.