HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003. (Adaptação).
Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina?

Passo 1

O diagrama mostra a distribuição da potência partida de \,72\text{ kW} no tanque de combustível:
\,1\text{ kW} perdido por evaporação e \,71\text{ kW} chega ao motor de combustão. Desse total:
\,56{,}8\text{ kW} são perdas térmicas (gases de escape e calor ao ambiente).
\,14{,}2\text{ kW} saem como potência mecânica do motor.
Dessa potência mecânica, \,2{,}2\text{ kW} servem aos sistemas auxiliares (luzes, ventilador, bomba hidráulica etc.) e \,12\text{ kW} vão para a transmissão, que por sua vez dissipa \,3\text{ kW} em calor e entrega \,9\text{ kW} às rodas (ou, no caso de um conjunto moto-gerador, ao gerador elétrico).
Conteúdo: balanço energético e identificação de perdas, para pensar em como melhorar o rendimento sem mexer na potência nominal do motor/gerador.

Passo 2

Calcular a eficiência global útil se considerássemos apenas a potência entregue às “rodas” (ou ao gerador):
\eta_{\rm global} = \frac{\text{potência útil}}{\text{energia no tanque}} = \frac{9}{72} \approx 0,125\quad(\,12{,}5\%\,)êú
Mas notamos que parte dessa baixa eficiência deve-se aos consumidores auxiliares de \,2{,}2\text{ kW}, que não contribuem para a geração principal.

Passo 3

Isolar o consumo dos auxiliares:
– Se reduzirmos esse consumo sem alterar o motor, sobra mais potência para o gerador (a capacidade nominal do motor/gerador não muda, apenas diminui o “desvio” interno de energia).
– Os \,2{,}2\text{ kW} correspondem a iluminação, ventilação, bomba hidráulica, direção assistida, etc.

Passo 4

Propor uma intervenção prática:
Trocar os dispositivos auxiliares por versões de alta eficiência, por exemplo:
– Substituir lâmpadas incandescentes por LEDs de menor consumo.
– Usar ventiladores e bombas elétricas de maior rendimento.
– Adotar direção hidráulica ou elétrica mais eficiente.
Dessa forma, o conjunto consome menos daqueles \,2{,}2\text{ kW} sem mexer na potência nominal do motor e do gerador.

Resposta

Substituir os sistemas auxiliares (luzes, ventilador, bombas, etc.) por equipamentos de maior eficiência (por exemplo, lâmpadas LED e bombas de alto rendimento), reduzindo assim o consumo interno de \,2{,}2\text{ kW} e liberando essa potência para a geração, sem alterar a capacidade nominal da usina.

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