FONTES MODERNAS DE ENERGIA

Energia Qualquer tipo de trabalho requer energia para sua realização. Antigamente , utilizava-se a energia dos animais para determinados trabalhos, principalmente na agricultura e, também, para o transporte de mercadorias e pessoas.

As fontes de energia podem ser classificadas, como: Fontes energia renováveis: continuam disponíveis depois de utilizadas, pois são recursos naturais renováveis. Exemplo: hidrelétricas, solar, eólica. Algumas podem ser produzidas pela sociedade humana, como biocombustíveis, álcool, biomassa etc Fontes de energia não renováveis: São limitadas, pois utilizam recursos minerais não renováveis que demoram milhões de anos para se formarem. Exemplo: Petróleo, carvão mineral e gás natural.

OBSERVAÇÃO Combustíveis fósseis, como petróleo, carvão mineral e gás natural, são as principais fontes energéticas das indústrias utilizadas atualmente no mundo.

CARVÃO MINERAL O carvão mineral é um combustível fóssil mais abundante na natureza e se constitui na segunda fonte de energia mais utilizada no planeta. Seu fim depende do ritmo de crescimento futuro da economia e do desenvolvimento das fontes alternativas de energia

Principais produtores de carvão (em milhões de toneladas)

Hulha e antracito, com alto teor calorífero. O carvão mineral pode se apresentar nos seguintes estágios segundo seu teor calorífero ou energético: Turfa e linhito, com baixo percentual de carbono, ou seja com baixo teor calorífero Hulha e antracito, com alto teor calorífero. O tipo de carvão mais encontrado é a hulha ou carvão propriamente dito, substância de cor negra, sólida, que pode ser transformada em carvão metalúrgico ou coque. O antracito é o tipo mais raro de carvão, atingindo até 96% de teor de carbono.

Principal uso do carvão Na geração de energia elétrica pelas termelétricas e na produção de aço nas siderúrgicas, onde altos-fornos exigem carvão com alto teor calorífero e que não possua resíduos Como matéria prima do setor carboquímico na produção de corantes, tintas, inseticidas, fertilizantes, plásticos, entre outros.

Carvão comercializado para uso nas residências é de origem vegetal, produzido com a queima de maneira e de uso bem menos relevante para a matriz energética mundial (é o conjunto de fontes de energia utilizadas.) Considerado o motor da Primeira Revolução Industrial, o carvão, durante quase 200 anos, entre meados dos séculos XVIII e XX, foi a fonte de energia mais utilizada.

O uso do carvão como fonte de energia traz uma série de problemas ambientais, tais como: A extração em minas colocam em risco a saúde de milhões de trabalhadores e tira a vida de centenas deles todos os anos, devido a desmoronamentos, explosões e também por causar doenças respiratórias advindas de poluentes existentes nas minas, que são, geralmente, subterrâneas e não tem ventilação adequada;

Minas subterrâneas podem desestabilizar o terreno, causando tremores de terra; A queima do carvão em termelétricas é uma das principais fontes emissoras de CO2 contribuindo para a poluição do ar e consequente agravamento do efeito estufa

PETRÓLEO

PRIMEIRO POÇO DE PETRÓLEO Em 27 de agosto de 1859, o ‘coronel’ norte-americano Edwin Drake constrói a primeira torre de petróleo na Pensilvânia, nos Estados Unidos. O líquido jorra quando o poço atinge 23 metros de profundidade. O petróleo era então utilizado como combustível para as lamparinas a óleo, mas pouco depois passou a ser destilado para produzir carburantes como o querosene. Tem início a febre do ouro negro: a descoberta de novas jazidas faria surgir cidades em pleno deserto nos EUA. 

PRIMEIRO POÇO PETRÓLEO NO BRASIL O primeiro poço de petróleo do país, denominado poço Lobato, foi instalado em 1939, no Recôncavo Baiano. No entanto, a produção comercial só começou efetivamente e 3 de outubro de 1953, com a criação da Petrobrás, empresa estatal que exerceu até 1997, o monopólio da pesquisa, lavra, extração, refino e transporte do óleo e seu derivados e que representou um dos principais projetos de infra estrutura do Estado Brasileiro.

Formação do petróleo Sua formação se dá quando ocorre o soterramento de resto vegetais e animais com baixo suprimento de oxigênio, não havendo a decomposição total desse material. Essa condição ambiental especial é encontrada nas bacias sedimentares O petróleo pode se acumular também no estrato rochoso denominado pré-sal no litoral brasileiro. Essa condição geológica foi descoberta, no litoral brasileiro, em 2007, pela Petrobrás.

Petróleo Mesmo com o declínio sofrido nas 3 últimas décadas, o petróleo tem sido a fonte de energia mais utilizada no mundo. 1972, antes da chamada crise do petróleo, representava 68% da energia consumida no mundo. 2003 essa proporção era de apenas 34,4%, devido ao aumento na produção e consumo de outras fontes, como gás natural, carvão mineral e algumas fontes alternativas de energia.

Os combustíveis fósseis, que, além do petróleo, incluem o carvão mineral e o gás natural, respondem por 80% de todas as fontes de energia utilizadas no planeta. Por estes recursos não serem renováveis a humanidade encontra-se diante de um grande desafio: mudar sua matriz energética de modo a depender majoritariamente de fontes de energia renováveis que são ecologicamente mais adequadas por não serem poluidoras.

O petróleo em estado bruto apresenta uma gama diversificada de usos: Nas termelétricas é utilizado como combustível, que gera, com sua queima, eletricidade;

Nas refinarias, o petróleo bruto é refinado em dois tipos básicos de derivados: os óleos combustíveis, como querosene, o óleo diesel, a gasolina, etc., que são usados na indústria e nos veículos automotores; e as matérias primas, como a nafta, utilizadas pelas indústrias petroquímicas;

Partindo da nafta, as indústrias petroquímicas transformam esse produto em diversos outros, os quais serão usados na produção de inúmeros produtos industriais consumidos no dia a dia: plásticos, tecidos, calçados, borrachas sintéticas, corantes, detergentes, asfalto, solventes, resinas, brinquedos, materiais de limpeza, etc.

Dez maiores produtores de petróleo em milhões de barris por dia

Processo de refinação de derivados de petróleo

GÁS NATURAL É um composto de hidrocarbonetos leves ( composto químico formado por átomos de hidrogênio e de carbono), como propano, butano e etano, pode ser encontrado em jazidas e está diretamente relacionado à formação de petróleo – gás associado. O gás natural é tratado e processado a fim de que as impurezas sejam retiradas.

Utilização do gás natural * Setor Industrial; * Comercial * Automotiva * Residências OBSERVAÇÃO: Sua queima produz baixa emissão de resíduos e de dióxido de enxofre e é considerado a mais limpa das fontes de energia entre os combustíveis fósseis.

Gás natural É a terceira fonte de energia mais utilizada no mundo, seu crescimento tem sido mais acelerado que o dos demais combustíveis fósseis. É mais barato, de fácil transporte por gasodutos, é menos poluente que o petróleo e o carvão mineral. Os maiores produtores mundiais são: Rússia, EUA, Canadá, Irã, Argélia, Reino Unido, Países Baixos, Noruega, Indonésia, China.

Usinas nucleares O aquecimento do vapor-d’-água é feito pela fissão nuclear dos átomos de urânio. É uma fonte de energia muito concentrada, de alto rendimento, perigosa, com custo de instalação muito elevado e exige muita tecnologia; por isso, ela é mais produzida nos países desenvolvidos, destacando-se os EUA, os países europeus, o Japão e a Rússia.

Tório e urânio são encontrados em quantidades razoáveis no planeta Tório e urânio são encontrados em quantidades razoáveis no planeta. Submetidos a processos químicos, esses minerais podem gerar energia porque possuem elevada radioatividade. Nas usinas termonucleares, a radioatividade é convertida em calor que, por sua vez, gera energia. Curiosidade: Com 10 gramas de urânio, por exemplo, é possível gerar a mesma energia que exigiria mais de 700 quilo de petróleo e 1,2 toneladas de carvão.

Energia Nuclear brasileira Em 2006, foi inaugurada, pelas indústrias nucleares do Brasil (INB), a primeira fábrica de enriquecimento de urânio, em Resende, no Rio de Janeiro. A INB é responsável pelo fornecimento do combustível nuclear as indústrias. O Brasil é o dono da sexta maior reserva de urânio

Principais argumentos do governo militar brasileiro na época para instalação de energia nuclear no Brasil foram os seguintes: O esgotamento da capacidade de geração de energia hidrelétrica; Aquisição de autonomia na construção de usinas termonucleares, Ponto estratégico nas relações internacionais; A diversificação e o crescimento da indústria local; A declaração do governo, no início dos anos de 1970, de não ser mais autossuficiente na produção de petróleo.

A equivalência energética do Urânio

Potencial de geração de energia por origem 1 kg de lenha 1 KWh   carvão 3 KWh petróleo 4 KWh urânio 50.000 KWh

GEOGRAFIA ATÔMICA - PINCIPAIS PAÍSES CONSUMIDORES % de geração de energia nuclear Quantidade de usinas nucleares ativas 1 EUA 19.4 104   2 França 78.0 59 3 Japão 30.0 54 4 Inglaterra 18.4 32 5 Rússia 15.9 30 6 Canadá 15.0 20 7 Alemanha 31.8 19 8 Coréia 38.0 1 6 9 Índia 2.8 14 10 Ucrânia 51.1 13 24 Brasil 2.2 2 Fonte: International Nuclear Safety Center e WNA

Produção – concentrado de Urânio País Ton/ano Canadá 9.820 Austrália 7.600 Cazaquistão 5.280 Níger 3.450 Rússia 3.200 Namíbia 3.067 Brasil 390 Fonte: World Nuclear Association

O Urânio apresenta-se como fonte alternativa de energia, na forma de combustível para a energia nuclear. A França, por exemplo, tem 78% da sua geração de energia elétrica produzida por reatores nucleares.

Reator nuclear

Angra 1

Angra 2

Angra 3

Usinas hidrelétricas Itaipu

Usinas hidrelétricas Em 1897, foi construída a Usina Hidrelétrica de Niágara Falls, primeira hidrelétrica, próxima às cataratas do Niágara, nos Estados Unidos. No Brasil, a primeira usina construída foi no reinado de D. Pedro II, nas águas do Ribeirão do inferno, afluente do Rio Jequitinhonha, no município de Diamantina MG.

As usinas hidrelétricas são compostas dos seguintes elementos: Barragem Tubulações Turbinas Vertedouro

Usina hidrelétrica Embora seja uma forma limpa, renovável e barata de produzir energia, a implantação de uma usina hidrelétrica é relativamente dispendiosa financeiramente e provoca grande impacto ambiental devido ao alagamento, além de ser dependente das condições climáticas do relevo. Os rios devem possuir grande volume de água e desníveis (quedas d’ água) para que a água possua velocidade suficiente para gerar as turbinas.

Países que se destacam na produção de hidroeletricidade por possuírem grande potencial hidráulico são: Brasil, Estados Unidos, Canadá, Rússia e China.

GRANDES OBRAS HIDRELÉTRICAS NO BRASIL. Usina Itaipu – Bilateral Brasil e Paraguai ( Rio Paraná) Usina Tucuruí – Rio Tocantins, Região Norte Usina Complexo Paulo Afonso – Rio São Fransisco Bahia- Nordeste Usina Xingó - Rio São Francisco Nordeste Usina Belo Monte Rio Xingu Próximo ao município de altamira no norte do Pará. Usina Jirau e Santo Antônio – Amazonas no rio Madeiras Usina Complexo Tapajós – Pará Usina de Balbina – Município Presidente Figueiredo no Amazonas. Sua construção tem sido um erro histórico.

FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

Fontes alternativas de energia A preocupação com a contaminação do meio ambiente pela queima de combustíveis fósseis, o rápido esgotamento das formas de energia não renováveis, nas quais se apóia a geração da maior parte de energia utilizada pela sociedade atual, o aumento do consumo e as possíveis crises no fornecimento de petróleo têm levado a humanidade a buscar alternativas energéticas renováveis, abundantes e menos poluentes. Entre as fontes de energia mais pesquisadas destacam-se: a solar, a eólica, a geotérmica, a de biomassa, a dos oceanos e a do álcool.

Energia solar

Energia solar Seu aproveitamento pode ser feito de maneira direta através de células fotovoltaica, que converte a luz solar diretamente em eletricidade

Em defesa da energia solar O emprego de energia solar para aquecer, por exemplo, os chuveiros elétricos, reduziria a demanda em 2650 megawatts, potência equivalente a cinco usinas nucleares do porte de Angra I. A energia que incide sobre o Distrito Federal em um ano corresponde à energia gerada por 162 usinas como Itaipu.

A falta de ação do governo em promover campanhas e programas de estímulo ao uso de energia solar pode explicar o número ainda insignificantes de consumidores. Em Israel, 70% das residências utilizam energia solar. Na Alemanha existe um programa de incentivo ao consumidor: mil dólares para quem compra quatro metros quadrados de coletor solar e mais 250 dólares para cada metro adicional.

A Energia solar pode ser utilizada de forma ativa ou passiva A Energia solar pode ser utilizada de forma ativa ou passiva. A forma ativa envolve a sua transformação em energia térmica ou elétrica, e a forma passiva corresponde à sua utilização para o aquecimento de residências e edifícios. A energia é gerada por meio de painéis com células fotovoltaicas ou solares e é armazenada e baterias para ser utilizada em períodos daibaxa intensidade de radiação e também a noite A conversão é possível, pois os fótons (energia emitida pelo sol) incidirão sobe os átomos de silício que estão na célula fotovoltaica, emitindo elétrons e gerando, assim, corrente elétrica.

Energia eólica É produzida em lugares onde o vento é intenso e regular. Os maiores exploradores dessa fonte são: EUA, China, Índia, Dinamarca, Grécia e Holanda.

Energia eólica

Empecilho para Instalação da energia eólica O empecilho para a instalação de mais usinas eólicas e o seu alto custo, já que a energia gerada por essa fonte representam em torno de 60% a 70% a mais do que aquela gerada em usinas hidrelétricas. Apesar de ser considerada uma fonte de energia limpa, as usinas eólicas emitem ruídos de baixa frequência que podem prejudicar os moradores próximos ( caso estejam localizadas perto de uma área residencial). Além disso, podem causa interferência na transmissão de televisão e, se estiverem instaladas em rotas migratórias de pássaros, podem configurar uma ameaça.

Energia geotérmica Sua utilização está relacionada a áreas vulcânicas, onde a água é aquecida no interior da terra, aflorando com altas temperaturas ou em forma de vapor. Somente a 15 quilômetros de profundidade é possível obter energia geotérmica.

Seja onde for que se precise de uma usina de força, utiliza-se um dos dois métodos existentes: O primeiro método recorre a um só buraco, de cerca de meio metro de diâmetro. A água fria despejada no buraco é aquecida pelas rochas lá do fundo e retorna sob a forma de vapor, através de um tubo com interior isolado. O segundo utiliza diversos buracos mais estreitos. A água lançada em um buraco se infiltra nas rochas quentes e retorna à superfície como vapor, pelos tubos, em buracos de subida.

A água bombeada em um poço geotérmico retorna à superfície sob a forma de vapor de alta pressão e água superaquecida. O vapor flui para uma turbina e faz os propulsores da turbina girarem, acionando o gerador e produzindo eletricidade. A água pode ser utilizada para fornecer calor a residências e empresas, antes de retornar ao solo.

Energia geotérmica

Central Geotérmica em Hellisheidi (Reykjavík - Islândia)

Energia dos oceanos Consiste no aproveitamento das ondas e da subida e decida das marés.

Energia de biomassa É a geração de energia por meio de material ou massa derivada de produtos orgânicos que pode ser queimada ou produzir gás quando em decomposição, como as plantas, os excrementos, lixo doméstico e industrial, madeira, bagaço de cana (dele se extrai o álcool etílico ou etanol), casca de arroz e diversos outros rejeitos.

Essa matéria orgânica irá para usinas onde será queimada em fornalhas para produzir o vapor, que, por sua vez, movimentará as turbinas e geradores, produzindo eletricidade.

Energia de biomassa OBS.: Biomassa é um material constituído por substâncias de origem orgânica (vegetal, animal e microrganismos). Plantas, animais e seus derivados são biomassa.