Energia curso

ENERGIA

Definição: Energia representa a capacidade de realizar trabalho.

Formas de Energia

• Energia Química

• Energia Mecânica

• Energia Eólica• Energia Eólica

• Energia Térmica

• Energia Elétrica

• Energia Nuclear

• Etc...

• Os alimentos liberam energia química no organismo humano;

• A água da cachoeira possui energia mecânica que, ao movimentar as turbinas, gera energia

Transformações Energéticas

que, ao movimentar as turbinas, gera energia elétrica;

• Nos reatores atômicos, a energia nuclear, armazenada nos combustíveis atômicos, pode ser utilizada para produzir energia elétrica.

Fontes de Energia

Fontes renováveis são aquelas que podem ser reabastecidas num curto intervalo de tempo ou que têm seus combustíveis “inesgotáveis”. Alguns exemplos de fontes renováveis de energia: o Sol, a madeira, a água, etc.

Fonte de energia não-renovável é aquela cuja renovação é muito lenta, isto é, sua existência é curta a ponto de tornar-se esgotável em alguns séculos ou milênios. Como exemplos, tem-se: o petróleo, o carvão mineral, o gás natural e os combustíveis nucleares.

Principais Formasde Energiade Energia

EnergiaSolar

• Principal fonte de energia da Terra;

• Contribui para quase todas as formas de energia (exceto geotérmica, nuclear e energia das marés).

Somente 1 bilionésimo daenergia liberada pelo Sol é

efetivamente absorvida pela

Energia Solar

efetivamente absorvida pelaTerra, deste valor:

66,6 % evaporam a água dos

oceanos e rios

23,3 % aquecem os solos

10 % aquecem o ar,

produzindo ventos

0,1 % é usado por plantas marinhas e terrestres na fotossíntese

Alimento para

Energia Solar

Parte desta energia é recuperada quando chove

transformando-se em energia elétrica nas hidrelétricas

Antigas plantas, hoje na forma de petróleo, gás e carvão, também constituem uma reserva de energia solar

Alimento para o homem e

animais

EnergiaTérmica

•Custo de instalação alto

•Mas o custo de manutenção é baixo

•O superaquecimento pode liberar compostos tóxicos na atmosfera

Energia Térmica

•Aparência antiestética

•Praticamente isento de riscos ambientais

EnergiaFotovoltaica

•As células fotovoltaicas convertem diretamente a radiação solar em eletricidade

•São dispositivos semicondutores que absorvem fótons, gerando cargas positivas e negativas

•No interior da célula existe um campo elétrico. O movimento

Energia Fotovoltaica

•No interior da célula existe um campo elétrico. O movimento dos elétrons através de uma barreira de campo elétrico cria uma corrente.

•É utilizada com sucesso nas telecomunicações, bombeamento de água, refrigeração, eletrificação de cercas, etc.

•A energia solar custa entre 3 e 5 vezes mais

•Exige altos investimentos iniciais

•Apresenta baixa eficiência

•Equipamentos antiestéticos

•Precisam de fontes adicionais de energia

Energia Fotovoltaica

•Precisam de fontes adicionais de energia

•Custo de manutenção reduzido

•Impactos ambientais praticamente nulos

Energia Eólica

• Transformação da energia dos ventos em energia mecânica e desta em energia elétrica;

• Assim como a solar, é uma fonte abundante de energia renovável, é limpa e está disponível em todos os lugares;

Energia Eólica

•Existe uma faixa de velocidades de vento para a qual os cata-ventos são produtivos

• Baixo potencial no Brasil

•Natureza intermitente dos ventos

•Limitações geográficas

•Ausência de tecnologia para armazenagem de energia

•Problemas com a resistência dos materiais

Desvantagens

Energia Eólica

•Problemas com a resistência dos materiais

Impactos•Rompimento de estruturas operacionais

•Presença antiestética na paisagem

•Hélices podem interferir em transmissões de rádio e tv

Prédio com energia eólica

Prédio da San Francisco Public Utilities Commission, San Francisco, EUA

responsável pelos serviços de água e geração de energia elétrica de

Energia Eólica

algumas cidades da região.

Inauguração: setembro de 2012

Turbinas eólicas verticais

Suprimento de 7% da energia do prédio

Eficiência de 1/3 em relação a geradores eólicos comuns

Cerca de 90% de toda a energia consumida no mundo vem dos combustíveis fósseis

Vantagem: possibilidade de armazenamento

Energia dos Combustíveisde Origem Fóssil

Vantagem: possibilidade de armazenamento

Países industrializados representam 20% da população e consomem 70% da energia do planeta

Investimentos: Aplicação de tecnologia para economizar energia e para utilização de fontes de energia renovável

•Fonte não renovável

•Base da movimentação do mundo após a Revolução Industrial

Combustíveis de Origem Fóssil

Petróleo

Restos de vida aquática animal acumulados no fundo de oceanos primitivos e cobertos por sedimentos

Utilização desde 4.000 a.C. (pavimentação, aquecimento, iluminação) – aflorava nas superfícies

Petróleo

•No sec XX a indústria de refino teve um impulso gigantesco (transportes e indústrias)

•Em 1938, 30% da energia consumida no mundo provinha do petróleo

•Nos anos 70 ocorreram duas crises do petróleo e com isso, instensificaram-se as buscas por fontes de energia alternativasinstensificaram-se as buscas por fontes de energia alternativas

Exploração

Perfurações no solo que mobilizam vários equipamentos e profissionais (eletricistas, mecânicos, plataformistas, soldadores, guincheiros, engenheiros)

Plataforma continental = exploração marítima

•Plataformas de aço presas ao fundo do mar ou navios-sonda

•Custam mais caro, mas no Brasil produzem mais que os terrestres

Petróleo

produzem mais que os terrestres

Vai para a refinaria para ser processado

Petróleo

Impactos Ambientais da extração

•Contaminação do ambiente com gases tóxicos

•vazamentos de solventes orgânicos

•emissão de calor

•alto risco de explosões

Petróleo

•alto risco de explosões

•Afetam fauna, flora e pessoas que trabalham no local ou moram nas proximidades

Gás Natural

•Combustível fóssil gasoso, contendo carbono e hidrogênio, ocorrendo em jazidas ou depósitos subterrâneos

•Pode estar associado ao petróleo ou pode partir de jazidas exclusivas

•Um dos combustíveis mais consumidos na Terra•Um dos combustíveis mais consumidos na Terra

•Também é utilizado para estimular a produção de petróleo, através de reinjeção nos poços e posterior recuperação.

Impactos ambientais da exploração

Semelhantes aos da exploração do petróleo

Carvão Mineral

Formado por troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes que cresceram há milhões de anos em pântanos rasos.

O tempo e a pressão da terra sobre o material transformaram-O tempo e a pressão da terra sobre o material transformaram-no em uma massa negra – o carvão

A combustão do carvão, para produção de vapor, foi a principal alavanca para o progresso da humanidade em direção à industrialização => máq a vapor

Atualmente, o maior uso é em usinas termoelétricas

Tecnologia desenvolvida e economicamente competitiva

Carvão Mineral

Impactos ambientais

•Emissão de poluentes

•Descarte de resíduos sólidos

Carvão Mineral

•Descarte de resíduos sólidos

•Poluição térmica

•Riscos inerentes à mineração

•Estrutura da usina traz riscos aos operários

Energia da Biomassa

Cana-de-açúcar•A cada tonelada de cana processada são produzidos alguns litros de álcool e muitos litros de vinhaça

•Seu cultivo aumentou devido ao Proálcool de 1975•Fonte renovável, mas por se tratar de monocultura, há riscos de surtos de pragas ou doenças

Problemas e soluçõesProblemas e soluçõesGrande volume de resíduos (bagaço e vinhaça)

Bagaço:

•Indústria de papel

•Gado

•Combustível na usina

Vinhaça:

•Metano para combustível

•Intensas pesquisas para sua redução

EnergiaNuclear

•Essencial para os países que não dispõem de recursos hídricos para produção de hidroeletricidade

•França – 75% de sua energia é nuclear

•Semelhante a termoelétrica (difere na forma como o vapor é produzido)

Energia Nuclear

produzido)

Processo de fissão nuclear

Pontos Positivos

As reservas de energia nuclear são muito maiores que as reservas de combustíveis fósseis

Não produz poluição ambiental

A usina nuclear requer menores áreas

Maior independência energética para os países que

Energia Nuclear

Maior independência energética para os países que dependem de petróleo estrangeiro

Impactos Ambientais

Aquecimento da água do mar ou rios

Emissão de resíduos radioativos

Riscos inerentes ao enriquecimento do urânio

Riscos de explosão por superaquecimento

Energia Nuclear

Combustível = urânio enriquecido

Usina com capacidade de 1.000MW necessita de 100 toneladas de urânio natural para dar origem a 35 toneladas de urânio enriquecido

Energia Nuclear

EnergiaHidráulica

... evolução para Usina Hidrelétrica

Energia Mecânica das águas transformada em

Energia Hidráulica

águas transformada em Energia Elétrica

Energia Hidráulica

Barragens

Com o deslocamento da água do alto da barragem para baixo, são movimentadas turbinas, que operam geradores de corrente elétrica por indução magnética

Pontos Positivos

Energia Hidráulica

Pontos Positivos

•Alta eficiência = 95%

•Custo do combustível é nulo (apesar do alto investimento inicial e de manutenção)

•É uma fonte renovável

•Controle de enchentes, irrigação

•Turismo, recreação

Pontos negativos

•Riscos aos trabalhadores pela construção de grande porte

•Inundação de grandes áreas

•Realocação da população

•Prejuízo à fauna e à flora

•Alterações no regime hidráulico dos rios•Alterações no regime hidráulico dos rios

•Extinção de peixes que dependem da correnteza do rio para reprodução

•Emissão de metano

Necessidade de medidas que minimizem esses impactos

Energiadas Marés

•As marés são influenciadas pela força gravitacional do Sol e da Lua

•são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.

•As usinas devem localizar-se em baías

Energia das Marés

•O desnível deve ser superior a 8m

•Necessários altos investimentos

•Eficiência baixa

•Destruição da fauna e flora

No Brasil, locais favoráveis: São Luis, Macapá

EnergiaGeotérmica

•É a energia calorífera gerada pelo magma

•O aproveitamento comercial tem se limitado à utilização do vapor ou água quente do subsolo na movimentação de turbinas e geração de eletricidade

•Começou nos EUA, em 1960, nos campos de gêiseres na Califórnia

Pontos negativos

Energia Geotérmica

Pontos negativos

•Aquecimento ambiental de 80% da energia extraída

•Muito ruído

•Libera gases nocivos

No estágio atual de desenvolvimento, a energia geotérmica é bem mais cara que a eólica, mas é bem mais barata que a solar e

tem custos comparáveis com a biomassa

A geração de energiano Brasilno Brasil

Empreendimentos em Operação

Tipo

Capacidade Instalada

%

Total

%N.° de Usinas

(kW)N.° de

Usinas(kW)

Hidro 1.080 85.559.680 64,24 1.080 85.559.680 64,24

GásNatural 111 11.945.109 8,87

150 13.628.772 10,23Processo 39 1.683.663 1,26

Petróleo

Óleo Diesel 1.087 3.502.707 2,63

1.120 7.451.530 5,60Óleo Residual 33 3.948.823 2,96

Biomassa

Bagaço de Cana

375 9.156.436 6,87

472 11.225.482 8,43

Licor Negro 16 1.530.182 1,15

Madeira 50 422.837 0,32Biomassa 472 11.225.482 8,43Madeira 50 422.837 0,32

Biogás 22 79.594 0,06

Casca de Arroz

9 36.433 0,03

Nuclear 2 1.990.000 1,49 2 1.990.000 1,49

Carvão Mineral

Carvão Mineral

12 3.024.465 2,27 12 3.024.465 2,27

Eólica 103 2.137.372 1,60 103 2.137.372 1,60

Importação

Paraguai 5.650.000 5,46

8.170.000 6,13Argentina 2.250.000 2,17

Venezuela 200.000 0,19

Uruguai 70.000 0,07

Total 2.973 133.194.419 100 2.973 133.194.419 100