Porque engenheiros elétricos desempenham um papel essencial no combate às mudanças climáticas? Saiba como eles estão produzindo alternativas para diminuir as emissões de CO2

As emissões de CO2 ou dióxido de carbono são um resultado inevitável do uso de energia em todo o mundo. Quando a sociedade usa a energia, apenas uma percentagem dessa energia é consumida e o restante é liberado no ar como a descarga de um carro. A porcentagem do que é aproveitado sobre o que se perde é chamada de eficiência energética.

As maneiras como as indústrias utilizam a energia para o trabalho ou lazer variam muito em sua eficiência, mas quase todas elas contribuem para os muitos milhões de toneladas métricas de emissões registados anualmente nos Estados Unidos.

Enquanto os carros são responsáveis por uma grande parte desse valor, o consumo de eletricidade desempenha um papel importante neste problema. Por isso, engenheiros elétricos também estão tentando ser uma parte da solução.

Para saber mais, confira o infográfico abaixo, criado pelo Instituto New Jersey de mestrado on-line da tecnologia no programa de Engenharia Elétrica.

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Créditos: NJIT

Previsão de Emissões de eletricidade

Graças às inovações no século passado, engenheiros elétricos introduziram a sociedade para muitas novas formas de realizar tarefas ou desfrutar de suas vidas. Eles também têm contribuído para a dependência social e comercial, em todas as máquinas que recebem a energia de uma fonte elétrica. Se os consumidores nos Estados Unidos não reduzirem sua dependência de energia elétrica ou desenvolver formas mais eficientes para criar eletricidade imediatamente, as emissões aumentarão em 35% até 2035. Hoje, usamos cerca de 13 vezes mais energia do que em 1950.

Esses números podem fazer parecer que a mudança tem sido lenta ou que o mundo tem muito tempo para melhorar a eficiência, mas os dados mais alarmantes estão concentrados em apenas algumas décadas. Apesar de um aumento médio de 1,5 ° F em todos os EUA registrados desde 1895, as temperaturas aumentaram mais rapidamente nos últimos 35 anos, assim como as temperaturas em todo o mundo também têm aumentado. Registros mostram que a maior parte dos anos mais quentes registrados ao redor do mundo foram durante os últimos 15 anos. Mesmo essas pequenas mudanças resultaram em grandes mudanças ambientais e ecológicas, como a migração de animais e derretimento das calotas polares.

A emissões de gases com efeito de estufa relacionados à eletricidade aumentou cerca de 12% nos últimos 25 anos. Os recursos ainda são, na sua maioria, provenientes de combustíveis fósseis; isto é, petróleo e carvão. Este continua a ser um fato surpreendente, embora engenheiros elétricos continuam a experimentar e promover outras formas de criação de energia através da conversão de energia solar, água e energia eólica em eletricidade, por exemplo. De todas as emissões de dióxido de carbono EUA, 37% foram relacionados à eletricidade em 2015. Transporte e aplicações industriais representam o outro 63%: carros, ônibus, trens, viagens aéreas, fábricas e máquinas industriais. Há outros gases que contribuem, mas mais de três quartos das emissões são de CO2.

Grandes Consumidores de Energia

Cinco setores são consumidores de energia elétrica: residencial, comercial, industrial, transporte, e os próprios geradores elétricos. Só no setor comercial, o consumo relacionado à iluminação é uma grande preocupação, que tem alimentado inovação e desenvolvimento. Sabendo que ela é responsável por 19% do consumo de energia e 11% em estruturas residenciais, os engenheiros têm procurado desenvolver novas formas de iluminação. Um deles é o LED, ou Diodo Emissor de Luz , que tem temperatura baixa, longa duração e boa eficiência. Desde 2014, os consumidores norte-americanos já economizaram 1,4 bilhões de dólares trocando as lâmpadas convencionais pelas de LED.

A eficiência das luzes incandescentes varia entre 2% e 3%. Atualmente, os engenheiros estão desenvolvendo outras maneiras de reciclar o calor desperdiçado, convertendo a luz na forma de lâmpadas incandescentes modernas que são muitas vezes mais eficientes e até mesmo tecnicamente superiores aos LEDs. Eles têm o dobro da eficiência máxima de um LED, que, surpreendentemente, é apenas até 20%. Luzes fluorescentes ficam entre estes dois, com sua classificação da eficiência da iluminação em 7% a 15%. E ainda é necessário investir em conscientizar o público a desligar as luzes e aproveitar a luz natural sempre que possível.

Eletrodomésticos – Pra onde a energia vai

Outros grandes consumidores de energia incluem ar-condicionado (cada vez mais necessário, tendo em vista o aumento das temperaturas), ventilação e aquecimento, tanto aquecedores de ambiente e de água. O uso de eletrodomésticos e computadores representa mais da metade da energia utilizada em ambientes comerciais e residenciais. Máquinas de lavar, secadoras, lava-louças, utensílios pequenos de cozinha, cafeteiras, e outras ferramentas de uso doméstico estão entre estes. Eles são exemplos de progresso, mas também podem demonstrar como o consumo de eletricidade aumenta mesmo quando os indivíduos e os funcionários usam dispositivos que ajudam a economizar. O mesmo acontece com máquinas de escritório, como impressoras, scanners e trituradores.

Futuro da Produção de Energia

Como mencionado acima, os combustíveis fósseis continuam como principais fontes para gerar eletricidade, para não mencionar a gasolina e o diesel. Os consumidores contam com eletricidade para fazer o seu trabalho, para executar suas casas, para o seu conforto, e desfrutar de algumas atividades de lazer.

Na Universidade de Arkansas, no entanto, especialistas em engenharia estão explorando maneiras de converter energia a partir de fontes naturais, a fim de reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Essa não é uma idéia nova, mas os estudantes e professores estão concentrando seus esforços mais diretamente sobre esta ideia de “Grid-tie”. A partir de um experimento em pequena escala que começou nos últimos anos, isso poderá chegar a outras universidades, e, se a experiência for bem sucedida, isso se tornará uma importante fonte de eletricidade para o público em geral.

Eles estão aproveitando a energia do sol, vento e água, todos gratuitos. A energia solar é convertida em eletricidade usando painéis fotovoltaicos. Moinhos de vento modernos capturam a energia do vento. Turbinas hidráulicas aproveitam a energia da água. Todas estas fontes podem ser convertidos e alimentado de volta para serviços públicos ou o que é comumente conhecido como “rede”. Um sistema de “grid-tie” permite aos consumidores fazer energia sem queima de combustíveis fósseis, mas depois também potencialmente ganham dinheiro com a venda deste de volta a energia limpa para os prestadores de serviços públicos. Grid-tie são populares entre os consumidores individuais com conhecimentos técnicos.

Com a adoção do sistema, após pagar pela instalação dos sisstemas, quase não há gastos, ajundanto também a reduzir as emissões de CO2 de que falávamos lá em cima.

Via NJIT.

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