Energia das Ondas Giroscópica – Aproveitando o Mar Indomável

Cerca de 70% da superfície da Terra é coberta pelos oceanos, oferecendo uma vasta fonte de energia renovável. Seu potencial é enorme — tanto que a energia das ondas sozinha está estimada a superar a demanda global atual de eletricidade se totalmente aproveitada.

No entanto, é uma fonte renovável em grande parte não explorada, pois capturar eficientemente a energia das ondas oceânicas tem frustrado engenheiros por muito tempo.

Para resolver esse problema, nova pesquisa da Universidade de Osaka recorreu a um método inovador: um conversor de energia das ondas giroscópico (GWEC) que utiliza um volante giratório dentro de uma estrutura flutuante para converter o movimento das ondas em eletricidade.

A análise da pesquisa revela que, em princípio, este dispositivo pode absorver até metade da energia das ondas incidentes em qualquer frequência de onda, oferecendo uma forma de acessar a enorme energia oceânica ainda não explorada.

Matriz Global de Eletricidade: As Renováveis Crescem, os Combustíveis Fósseis Ainda Lideram

Com as mudanças climáticas causando estragos em todo o mundo, é imperativo que nos afastemos dos combustíveis fósseis — fontes de energia não renováveis que se formam ao longo de milhões de anos e causam problemas ambientais significativos.

Uma das maneiras mais eficazes de reduzir a dependência desses combustíveis fósseis é por meio de fontes de energia renovável, que incluem solar, eólica, hidrelétrica, geotérmica e biomassa.

Essas fontes que se reabastecem naturalmente reduzem as emissões de gases de efeito estufa, aumentam a segurança energética de uma nação e reduzem a vulnerabilidade a interrupções geopolíticas. Graças a esses benefícios, as fontes de energia renovável agora representam uma parcela crescente da produção global de eletricidade. Em 2024, elas forneceram um recorde de 32% da geração global de eletricidade, um aumento de 2% em relação ao ano anterior, enquanto a demanda total de eletricidade cresceu 4%, impulsionada pelos data centers.

“Os países estão pensando sobre sua segurança e segurança energética mais do que nunca, e acho que isso significa que a energia renovável doméstica, como a eólica e a solar, torna‑se cada vez mais atraente.”

– Analista de eletricidade e dados da think tank energética Ember, Euan Graham disse à Reuters no ano passado

Embora a indústria de renováveis tenha entregue 858 TWh adicionais de geração ao sistema em 2024, os combustíveis fósseis, incluindo carvão, petróleo e gás natural, ainda alimentam a maioria das necessidades energéticas do mundo. O carvão é atualmente a maior fonte de geração de energia, representando 34% da produção global de eletricidade, enquanto as usinas a gás respondem por 22%.

No entanto, de acordo com as projeções da Agência Internacional de Energia (IEA), a capacidade de energia renovável aumentará em quase 4.600 GW entre 2025 e 2030.

Entre todas as fontes renováveis, a solar está crescendo mais rapidamente à medida que os custos caem e a adoção acelera globalmente. A capacidade eólica também está crescendo rapidamente, enquanto a hidrelétrica permanece o maior e mais antigo contribuinte renovável. Quanto à bioenergia, ela começou a ganhar tração, e a geotérmica está obtendo parcerias corporativas. O futuro da energia parece cada vez mais verde.

Aproveitando o Potencial Inexplorado dos Oceanos

No cenário de energia renovável, a energia oceânica oferece um vasto potencial de recursos globais. Ela envolve a captura de energia de fontes marinhas, incluindo ondas, marés, conversão de energia térmica oceânica (OTEC) e correntes marinhas. A energia das marés aproveita correntes de maré previsíveis, o OTEC usa gradientes de temperatura em águas profundas do oceano, e as correntes marinhas capturam energia de fluxos oceânicos de grande escala.

A forma mais amplamente pesquisada de energia marinha é a energia das ondas, que converte a energia cinética das ondas em eletricidade. As ondas são abundantes, poderosas e contínuas. Elas também são menos intermitentes que o vento ou o sol. Essa alta previsibilidade significa que o movimento das ondas superficiais pode ser aproveitado 24 horas por dia, 7 dias por semana, tornando‑o extremamente benéfico para melhorar o planejamento e a estabilidade da rede.

Esta fonte de energia zero emissões viu implantação comercial limitada, muito abaixo de renováveis maduras como a solar. Atualmente representa a menor participação no mercado de energia renovável. Em 2024, o mundo adicionou 1,6 megawatts (MW) de capacidade de energia oceânica, elevando a capacidade operacional total para cerca de 513 MW.

Essa adoção lenta se deve a vários fatores, incluindo altos custos de capital, restrições específicas de local e obstáculos tecnológicos como a integração à rede. As habilidades da força de trabalho e a incerteza regulatória também estão obstruindo o progresso em todo o setor. Além disso, a manutenção dos dispositivos em condições oceânicas adversas continua sendo um grande desafio, juntamente com a eficiência da conversão de energia.

Como resultado, pesquisadores tanto da academia quanto da indústria continuam trabalhando para melhorar esses sistemas, tornando‑os mais duráveis e capazes de lidar com a irregularidade das ondas. Um desses sistemas que tem atraído interesse é o conversor de energia das ondas (WEC), um dispositivo que converte a energia cinética das ondas em eletricidade.

Vários inovadores estão trabalhando para avançar essa tecnologia. Por exemplo, a empresa sueca CorPower Ocean fez parceria com a norueguesa OPS Solutions através do projeto COMPACT para reduzir o custo e a massa dos WECs desenvolvendo um protótipo de cilindro de pré‑tensão (PTC). Apoiado pelos EEA Grants “Blue Growth Programme”, o projeto está desenvolvendo um invólucro de pressão leve para abordar o custo de capital e a robustez do dispositivo.

Ao mesmo tempo, os desenvolvedores alcançaram ganhos de desempenho mensuráveis. A empresa norueguesa Havkraft relatou uma taxa de conversão de energia superior a 80% em seu último teste de laboratório de um modelo WEC em escala, um aumento de 15% em relação aos testes anteriores. Essa etapa permite que identifiquem riscos, garantam qualidade e compreendam o desempenho, o que os ajudará a escalar rumo à comercialização.

“Os resultados mostram que nossa pesquisa está entregando resultados, e estamos um passo mais perto de uma solução comercial.”

– Gerente de Operações Nikolai Haldane

Enquanto isso, na Escócia, a AWS Ocean Energy tem avançado seu “Archimedes Waveswing”, uma boia submarina ativada por pressão projetada para converter o movimento das ondas sob a superfície. O dispositivo registrou potência média acima de 10 kW e pico superior a 80 kW durante condições de ondas moderadas, 20% acima das expectativas da empresa.

A unidade submersa de sete metros de altura foi projetada para suportar ambientes offshore rigorosos, incluindo ventos de Força 10. Seu design de absorvedor único também a torna adequada para aplicações de energia remota onde a resiliência é essencial.

Além do desempenho tecnológico, a integração sistêmica mais ampla está ganhando atenção. Pesquisas recentes de viabilidade sugerem¹ que a implantação de WECs não precisa ser à custa de atividades costeiras como turismo ou pesca. De fato, instalações projetadas adequadamente podem fornecer proteção costeira.

“É possível proteger a costa das ações do ambiente marítimo e simultaneamente produzir eletricidade limpa, apoiando assim a transição energética e a autossuficiência de Portugal.”

– Paulo Rosa Santos, co‑líder no CIIMAR

Esses avanços refletem um setor em transição de protótipos experimentais para soluções práticas.

Desbloqueando a Máxima Absorção de Energia com Giroscópios

Os dispositivos de energia das ondas (WECs) visam converter o movimento contínuo das ondas em eletricidade utilizável de forma eficiente. Impulsionado por iniciativas nacionais de inovação, avanços tecnológicos e integração com infraestrutura local, o mercado global de conversores de energia das ondas está projetado para crescer de US$ 21,6 milhões em 2025 para US$ 38,2 milhões em 2034, a um CAGR de 6,5%.

Os WECs ainda não estão totalmente comercializados devido a desafios técnicos, econômicos e regulatórios, portanto ainda não existe uma solução única ótima. Muitos tipos diferentes foram propostos, incluindo absorvedores pontuais, colunas de água oscilantes (OCWs), dispositivos de transbordamento, atenuadores e sistemas giroscópicos.

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Um conversor de energia das ondas giroscópico usa um giroscópio em seu sistema de extração de energia (GPTO) para extrair energia do movimento das ondas. O GPTO consiste em um gerador elétrico e um volante montado em uma estrutura gimbal. Notavelmente, o GPTO está encerrado dentro de um corpo flutuante; à medida que as ondas se movem, a estrutura se move com elas. Esse movimento é convertido pelo volante giratório em energia elétrica. Porque opera como um giroscópio, o comportamento do volante pode ser sintonizado para captar energia em uma ampla gama de frequências de ondas, ao contrário de outros WECs limitados a uma banda estreita.

O sistema aproveita a precessão giroscópica, induzida pela rotação do volante e pelo movimento de arfagem do corpo flutuante. A precessão giroscópica ocorre quando um objeto giratório reage a uma força externa. Quando as ondas fazem a plataforma se mover, o volante giratório altera sua orientação, e esse movimento conectado a um gerador produz eletricidade. Estar alojado dentro de um casco protege o dispositivo da água salgada, oferecendo benefícios de manutenção e segurança.

Conversores giroscópicos representam esforços para superar as limitações dos WECs tradicionais, que frequentemente são eficientes apenas sob condições específicas. Takahito Iida, pesquisador da Universidade de Osaka, recorreu aos GWECs por sua adaptabilidade. Em seu estudo, publicado no Journal of Fluid Mechanics², Iida avaliou se esse design pode sustentar geração em larga escala.

“Dispositivos de energia das ondas frequentemente enfrentam dificuldades porque as condições oceânicas mudam constantemente,” disse Iida. “No entanto, um sistema giroscópico pode ser controlado de maneira que mantenha alta absorção de energia, mesmo quando as frequências das ondas variam.”

Para entender como o sistema se comporta, ele utilizou a teoria linear das ondas para modelar a interação entre ondas oceânicas, o giroscópio e a estrutura. A análise ajudou a equipe a descobrir configurações ideais para velocidade de rotação e controles do gerador. Quando devidamente sintonizado, o GWEC pode alcançar a eficiência máxima teórica de absorção de energia de metade em qualquer frequência de onda.

“Esse limite de eficiência é uma restrição fundamental na teoria da energia das ondas,” observou Iida. “O que é empolgante é que agora sabemos que pode ser alcançado em frequências de banda larga, não apenas em uma única condição de ressonância.”

A equipe verificou as descobertas por meio de simulações numéricas nos domínios de tempo e frequência. Esses resultados validaram que o dispositivo mantém alta eficiência próximo à sua frequência de ressonância, apresentando melhor desempenho quando o movimento corresponde ao padrão natural das ondas. Essa clarificação sobre os parâmetros operacionais demonstra a capacidade de desenvolver sistemas de energia das ondas eficientes que ajudam a alcançar metas climáticas.

Investindo em Energia Renovável

Do ponto de vista de investimento, poucas empresas de capital aberto são dedicadas exclusivamente à energia das ondas. Ela permanece um segmento emergente com altos custos de infraestrutura e implantação limitada de projetos. As ações públicas puras de energia das ondas geralmente tiveram desempenho ruim, pois a tecnologia ainda está nas fases iniciais de comprovar a viabilidade econômica em escala comercial.

Em vez disso, focaremos em uma empresa com um portfólio renovável forte, posicionada para se beneficiar do crescimento da energia marinha ao longo do tempo. NextEra Energy, Inc. (NEE ) é um grande líder americano em renováveis com ampla experiência em energia eólica offshore e integração de rede.

A empresa opera através da NextEra Energy Resources (NEER) e da Florida Power & Light (FPL). A FPL é uma concessionária elétrica regulada por tarifas que possui 35.052 megawatts de capacidade líquida, tornando‑se a maior concessionária elétrica dos EUA em número de clientes (12 milhões). Esse negócio regulado gera receita e fluxo de caixa estáveis, sustentando o crescimento de dividendos.

A NEER opera instalações de geração e investe em energia limpa como combustíveis renováveis, gasodutos de gás natural e armazenamento em baterias. A NextEra Energy Resources é a maior geradora de energia renovável do mundo e continua expandindo seu pipeline de projetos. Seu forte crescimento de lucros e acordos estratégicos de tecnologia apoiam perspectivas futuras, embora permaneça vulnerável a políticas anti‑renováveis sob a administração Trump.

Atualmente, a ação da NextEra está sendo negociada a US$ 90,79, próximo de máximas recentes, com alta de 13,63% no ano até a data (YTD) e 32% no último ano. A empresa tem um EPS (TTM) de 3,30 e um P/E (TTM) de 27,63.

A NextEra paga um dividend yield de 2,73%. Recentemente, a empresa declarou um dividendo trimestral de US$ 0,6232 por ação, um aumento de 10% ao ano. A NextEra reportou US$ 1,133 bilhão em ganhos ajustados no quarto trimestre de 2025 e US$ 7,683 bilhão no ano completo. A NEER reportou a entrada de 7,2 GW de nova geração e a adição de 13,5 GW ao seu backlog, totalizando 30 GW. Isso inclui um plano para reiniciar a usina nuclear Duane Arnold com a Google.

“Acreditamos que não há empresa melhor posicionada para construir a infraestrutura energética necessária para atender de forma confiável e acessível à crescente demanda da América,” disse o CEO John Ketchum. A empresa espera que o EPS ajustado cresça a um CAGR de mais de 8% até 2032. Também está expandindo soluções de fornecimento de gás natural por meio de aquisições estratégicas.

A NextEra espera que o EPS ajustado para 2026 esteja na faixa de US$ 3,92 a US$ 4,02, com dividendos crescendo 6% ao ano até 2028.

Conclusão

À medida que a demanda global de energia aumenta, impulsionada por condições climáticas extremas e data centers de IA, o crescimento da energia renovável torna‑se ainda mais crucial para mitigar emissões. Enquanto solar e eólica dominam a adoção, a energia das ondas tem o potencial de acelerar a transição para energia mais limpa ao oferecer um recurso previsível e de alta densidade.

Pesquisas sobre tecnologias como a energia das ondas giroscópica podem ajudar a superar as barreiras técnicas que limitam este setor. Juntamente com políticas de apoio e investimentos estratégicos, esses avanços podem ajudar a desbloquear capacidade nova e significativa.

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Referências

1. Clemente, D., et al. Avaliação da produção de eletricidade e proteção costeira de um parque de ondas costeiro de 500 MW. Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. Análise linear de um conversor de energia das ondas giroscópico que absorve metade da energia das ondas em frequências de banda larga. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172