Ela estava na água quando a epifania atingiu. Naturalmente, Annette von Jouanne estava sempre na água, nadando em lagos e piscinas enquanto crescia em torno de Seattle e nadando de longe em competições competitivas nos colégios e colégios. Há até mesmo uma piscina de exercícios em seu porão, onde ela e seu marido (ex-nadador olímpico para Portugal) e seus três filhos passaram muito tempo ... nadando.
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Veja um protótipo de uma bóia de energia das ondas balançando para cima e para baixo na superfície da água enquanto pesquisadores da Oregon State University estudam sua eficácia
Vídeo: Implantando a Bóia de Energia das Ondas
Mas em dezembro de 1995 ela estava surfando no Havaí durante as férias. Ela acabara de começar a trabalhar como professora assistente de engenharia elétrica na Oregon State University. Ela tinha 26 anos e estava ansiosa para fazer a diferença - encontrar ou aperfeiçoar uma fonte útil de energia, de preferência uma que não fosse escassa ou passageira ou imprevisível ou suja. O sol estava se pondo. O vento estava morrendo. Ela estava balançando nas ondas.
"Quando o sol se pôs, me ocorreu: eu conseguia surfar ondas o dia todo e a noite toda, o ano todo", diz von Jouanne. "A energia das ondas está sempre lá. Isso nunca para. Comecei a pensar que tem que haver uma maneira de aproveitar toda a energia de uma onda oceânica, de uma maneira prática e eficiente, de uma maneira responsável."
Hoje, von Jouanne é uma das forças motrizes no campo de rápido crescimento da energia das ondas - assim como seu principal defensor. Ela vai explicar para quem quiser ouvir que, ao contrário do vento e da energia solar, a energia das ondas está sempre disponível. Mesmo quando o oceano parece calmo, as ondas estão movendo a água para cima e para baixo o suficiente para gerar eletricidade. E um aparato para gerar quilowatts de potência a partir de uma onda pode ser muito menor do que o necessário para aproveitar os kilowatts do vento ou do sol, porque a água é densa e a energia que ela transmite é concentrada.
Toda essa energia também é, é claro, destrutiva, e por décadas o desafio tem sido construir um dispositivo capaz de resistir a ondas gigantes e ventos fortes, sem falar em água salgada corrosiva, algas marinhas, detritos flutuantes e curiosos mamíferos marinhos. E o dispositivo também deve ser eficiente e exigir pouca manutenção.
Ainda assim, o fascínio é irresistível. Uma máquina que poderia aproveitar uma fonte de energia inesgotável e não-poluente e ser implantada economicamente em número suficiente para gerar quantidades significativas de eletricidade - isso seria um feito para as idades.
Os engenheiros construíram dezenas de máquinas, chamadas de conversores de energia das ondas, e testaram algumas em pequena escala. Nos Estados Unidos, as ondas poderiam alimentar cerca de 6, 5% das necessidades atuais de eletricidade, diz Roger Bedard, do Electric Power Research Institute, um centro de pesquisa sobre energia em Palo Alto, Califórnia. Isso equivale à energia em 150 milhões de barris de petróleo - aproximadamente a mesma quantidade de energia produzida por todas as represas hidrelétricas dos EUA juntas - o suficiente para abastecer 23 milhões de lares americanos típicos. As ondas mais poderosas ocorrem nas costas ocidentais, devido aos fortes ventos globais de oeste a leste, de modo que a Grã-Bretanha, Portugal e a costa oeste dos Estados Unidos estão entre os locais onde a energia das ondas está sendo desenvolvida.
Além de nadar, a outra paixão de von Jouanne quando jovem era aprender como as coisas funcionam. Tudo começou com pequenos aparelhos. Um despertador quebrou. Ela desparafusou as costas, consertou o mecanismo e o colocou de volta. Ela tinha cerca de 8 anos de idade. "Isso foi tão excitante para mim", diz ela. Ela passou para calculadoras e depois para um computador que comprou com dinheiro de sua rota de papel. Um dia, ela esperou que seus pais saíssem de casa para que ela pudesse desmontar a televisão e remontá-la antes que eles voltassem. (Von Jouanne adverte as crianças para não fazerem o que ela fez: "há um componente de alta voltagem.")
Quando seus irmãos, com mais de oito e dez anos de idade, voltavam para casa para os intervalos de faculdade, ela se debruçava sobre seus livros de engenharia. (Uma irmã mais velha buscou um diploma de negócios.) "A leitura deles confirmou que, sim, é isso que eu quero fazer", lembra ela.
Ela estudou engenharia elétrica como estudante de graduação na Southern Illinois University e doutorou-se na Texas A & M University. Ela era frequentemente uma das poucas mulheres em uma classe. "Eu nunca me vi como uma engenheira", diz ela. "Eu me via como engenheiro tentando melhorar as coisas para o mundo".
Na Oregon State University, ela relatou sua epifania ao Alan Wallace, professor de engenharia elétrica que compartilhava seu fascínio pelo poder do oceano. "Nós começamos a dizer, tem que haver uma maneira de aproveitar essa energia", lembra ela. Eles estudaram os conversores de energia das ondas que estavam sendo produzidos e procuraram patentes seculares por engenhocas para extrair energia das ondas. Alguns se assemelhavam a moinhos de vento, gaiolas de animais ou hélices de navios. Um moderno parecia uma enorme baleia. Todos os gadgets tinham um problema em comum: eram muito complicados.
Tomemos, por exemplo, um dispositivo chamado Pelamis Attenuator, que foi recentemente implantado por quatro meses ao largo da costa de Portugal pela Pelamis Wave Power. Parece uma cobra vermelha de 500 pés de comprimento. Conforme as ondas percorrem seu comprimento, a máquina se inclina para cima e para baixo. O fluido hidráulico das bombas de flexão através de um motor, que gera eletricidade. Máquinas complexas como essa estão cheias de válvulas, filtros, tubos, mangueiras, acoplamentos, rolamentos, interruptores, medidores, medidores e sensores. Os estágios intermediários reduzem a eficiência e, se um componente se rompe, todo o dispositivo se corrompe.
Depois de analisar o campo, von Jouanne diz: "Eu sabia que precisávamos de um design mais simples".
O laboratório de Von Jouanne é nomeado em memória de Wallace, que morreu em 2006, mas o Centro de Energia Renovável de Wallace (WESRF) é conhecido como "We Surf". Pintado em azuis profundos e cinzas e com murais de ondas de curling, o laboratório tem sido uma instalação de pesquisa e um campo de testes para produtos inovadores como um navio todo-elétrico, um hovercraft e o motor Ford Escape Hybrid. Em um canto há uma boia alta que lembra uma enorme bateria de cobre. Ao lado dela, outra bóia parece dois esquis cross-country com arame preso entre eles. Os desenhos estavam entre os primeiros de von Jouanne. "Avanços quase sempre nascem de fracassos", diz ela.
Seu avanço foi conceber um dispositivo que tem apenas dois componentes principais. Nos protótipos mais recentes, uma espessa bobina de fio de cobre está dentro do primeiro componente, que está ancorado no fundo do mar. O segundo componente é um imã preso a um flutuador que sobe e desce livremente com as ondas. Como o imã é levantado pelas ondas, seu campo magnético se move ao longo da bobina estacionária de fio de cobre. Esse movimento induz uma corrente no fio - eletricidade. É simples assim.
No início de 2005, von Jouanne havia projetado um de seus protótipos e queria testar se era à prova d'água. Ela transportou o conversor de energia das ondas para seu porão, em um canal que circula a água para deixá-la nadar no lugar. Sua filha Sydney, então com 6 anos, sentou-se no protótipo, tanto quanto um selo pode se agarrar a uma bóia real. Ele flutuou.
Em seguida, telefonou para uma piscina de ondas nas proximidades, onde as pessoas vão brincar em ondas simuladas.
"Você aluga a sua piscina?" ela disse.
"Para quantas pessoas?" o atendente perguntou.
"Não muitas pessoas - uma bóia de energia das ondas."
O parque doou duas manhãs cedo para o seu empreendimento. Von Jouanne ancorou a máquina com dez pesos de 45 libras de um clube de saúde. Ele se saiu bem nas ondas lúdicas, subindo e descendo sem afundar.
Então veio o teste real, em um dos mais longos simuladores de ondas da América do Norte.
No extremo oeste do frondoso campus da Universidade Estadual do Oregon, além dos edifícios eruditos de tijolo vermelho, há um enorme galpão de aço em forma de T em um lote gigante pavimentado. Embora o prédio esteja a 80 km do Oceano Pacífico e bem além do alcance das ondas gigantescas, um sinal de metal azul e branco na entrada diz "Entrando na Zona de Perigo do Tsunami".
Quando Von Jouanne trouxe pela primeira vez uma bóia para testar no canal de concreto de 342 metros no Hinsdale Wave Research Laboratory, "as coisas não saíram como planejado", diz Dan Cox, diretor da instalação, com uma risada. Von Jouanne e colegas de trabalho jogaram a bóia no canal de 5 metros de profundidade e a sacudiram com ondas de dois, três e quatro pés. A primeira onda de um metro e meio derrubou-a.
"Tivemos um problema de lastro", diz von Jouanne um pouco timidamente. Ela continua: "Somos engenheiros elétricos, e realmente precisávamos de mais ajuda de engenheiros oceânicos, mas, para consegui-los, precisávamos de mais recursos e para obter mais financiamento, precisávamos mostrar algum sucesso".
Von Jouanne continuou refinando suas bóias. Um pequeno grupo observou uma onda de um metro e meio para uma de suas últimas versões. Quando a bóia se elevou com o surto, uma lâmpada de 40 watts em cima, alimentada por energia das ondas, acendeu. "Todos nós aplaudimos", relembra Cox.
Rota 20 ventos do estado de Oregon para a costa embora cedro e abeto, seguindo o rio Yaquina. Perto da foz do rio há um espeto de areia com prédios baixos decorados com conchas de ostras e troncos de madeira. A brisa colocou adriças da marina próxima batendo contra os mastros de metal. Esta é a casa do Hatfield Marine Science Center do Estado de Oregon, dedicado à pesquisa sobre ecossistemas marinhos e energia oceânica.
George Boehlert, um cientista marinho e diretor do centro, olha para fora de seu escritório em um campo de grama do mar ondulante. "O que sabemos agora é o que não sabemos", diz Boehlert, cujos cachos loiros e sujos lembram as ondas do oceano. "A energia oceânica é um campo em rápida evolução e os pesquisadores ambientais têm muitas perguntas".
Por exemplo, as bóias absorvem energia das ondas, reduzindo seu tamanho e potência. As ondas encolhidas afetariam o movimento da areia e as correntes perto da costa, talvez contribuindo para a erosão?
As bóias, assim como os cabos de energia que se conectariam à rede elétrica em terra, emitem campos eletromagnéticos. E cabos de amarração passariam pelas correntes, como uma corda de violão. Essas perturbações podem confundir baleias, tubarões, golfinhos, salmões, raias, caranguejos e outros animais marinhos que usam eletromagnetismo e som para alimentação, acasalamento ou navegação?
As aves colidiriam com as bóias ou as tartarugas se enredariam nos cabos?
As âncoras criariam recifes artificiais que atraiam peixes normalmente não encontrados nesse habitat?
Desdobrar, manter e remover as bóias perturbaria o fundo do mar ou alteraria o ambiente oceânico?
"Também quero saber as respostas para essas perguntas", diz von Jouanne. "A última coisa que quero fazer é prejudicar o oceano e suas belas criaturas." Para estudar os riscos ambientais e permitir que os engenheiros de energia das ondas testem suas invenções, ela e colegas do Estado de Oregon, incluindo Boehlert, estão construindo um berço flutuante de testes nas proximidades. Está programado para abrir no próximo ano e no seu centro haverá uma bóia cheia de instrumentos para coletar dados sobre o desempenho dos conversores de energia das ondas.
O berço de teste faz parte de um enorme esforço para mover a energia das ondas para fora do laboratório e para a rede de energia elétrica. Por meio de um novo centro nacional de energia renovável marinha financiado pelo Departamento de Energia, pesquisadores de todo o país terão a oportunidade de refinar suas invenções no laboratório de energia do WESRF, testá-los no canal de ondas de Hinsdale e aperfeiçoá-los no oceano. "Isto é o que precisamos fazer para explorar completamente a energia das ondas como parte de um portfólio de energia renovável, para o estado, a nação e o mundo", diz von Jouanne.
Boehlert e outros dizem que, mesmo que a energia das ondas tenha alguns impactos ambientais locais, ela provavelmente seria muito menos prejudicial do que as usinas termoelétricas movidas a carvão e petróleo. "Os efeitos de continuar bombeando carbono para a atmosfera poderiam ser muito piores para a vida marinha do que as bóias flutuando nas ondas", diz ele. "Queremos que a energia do oceano funcione."
Von Jouanne rebocou recentemente sua boia de melhor desempenho - seu 11º protótipo - pela Yaquina Bay e a um quilômetro e meio da costa. A bóia, que se assemelha a um gigantesco disco voador amarelo com um tubo preto no meio, estava ancorada em 140 pés de água. Durante cinco dias subiu e desceu com ondas e gerou cerca de 10 quilowatts de energia. Nos próximos dois a três anos, a Columbia Power Technologies, uma empresa de energia renovável que apoiou a pesquisa de von Jouanne, planeja instalar uma bóia que gera entre 100 e 500 quilowatts de eletricidade no berço de testes na costa do Oregon.
"Alguns anos atrás", Cox diz de von Jouanne, "ela estava trabalhando com pouco dinheiro. Agora ela tem o governo atrás de seu trabalho e empresas batendo à sua porta. É um avanço incrivelmente rápido que é um bom augúrio para o futuro da energia das ondas. "
Outra invenção de Von Jouanne, a primeira do gênero, é uma máquina que testa conversores de energia das ondas sem precisar molhá-los. Uma bóia protótipo é presa dentro de uma carruagem de metal que imita o movimento para cima e para baixo das ondas do oceano. O equipamento elétrico monitora a energia que a boia gera. A cama de teste parece um carro de elevador no meio de seu laboratório.
Pesquisadores de energia das ondas de outras instituições serão bem-vindos para usar o banco de testes de von Jouanne, mas no momento, ele possui uma de suas próprias boias de conversão de energia. Um aluno sentado em um computador próximo comanda o dispositivo para simular ondas de 1 metro de altura viajando a 0, 6 metros por segundo com intervalos de 6 segundos entre os picos das ondas.
"Essa é uma pequena onda de verão", diz von Jouanne.
A máquina zumbe, balança e ergue como um parque de diversões.
Conforme a bóia se move para cima e para baixo, um medidor registra o suco que produz. A agulha se move. Um quilowatt, dois e depois três.
"Isso é suficiente para abastecer duas casas", diz von Jouanne.
Elizabeth Rusch é uma jornalista de Portland, Oregon e autora de The Planet Hunter e outros livros de ciências para crianças.
Onda Elétrica : No "conversor de energia das ondas" de von Jouanne, as bobinas dentro de uma coluna ancorada são cercadas por um imã preso a uma bóia. Ondas movem o flutuador para cima e para baixo, e a interação eletromagnética gera corrente. (Infografia 5W) 
Após anos de experimentos em laboratórios, piscinas de ondas e até seu porão, a engenheira Annette von Jouanne testou protótipos de conversores no oceano (um guindaste iça uma bóia na água do Oregon em 2007). (Annette von Jouanne) 
Annette von Jouanne está parada no oceano ao longo da praia de Otter Rock, no Oregon, perto de onde ela está experimentando bóias de energia das ondas. (Cortesia de Annette von Jouanne) 
Um barco reboca um protótipo de bóia de energia das ondas para o mar. (Annette von Jouanne) 
Um olhar mais atento a um dos protótipos da bóia. A parte amarela da bóia flutua ao longo da superfície da água. (Annette von Jouanne) 
Uma luz brilhando em cima de uma boia mostra que a eletricidade está fluindo pela bóia. (Annette von Jouanne) 
No laboratório de von Jouanne, uma invenção recente simula a ação das ondas, permitindo que os pesquisadores executem projetos de bóias (testando um dispositivo de energia das ondas sem o flutuador). (Brian Smale) 
Von Jouanne diz: "Tivemos uma contribuição promissora que [essa tecnologia] é o caminho a percorrer". (Brian Smale)
