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ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
09/06/2015 TOMAZ - ENERGIA e SUSTENTABILIDADE 1
José TOMAZ Vieira Pereira
Pesquisador Colaborador
tomaz@unipeunicamp.org.br
55 19 3521 1265
Professor Titular Aposentado
UNICAMP-FEM-Depto de Energia
tomaz@fem.unicamp.br
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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Termodinâmica
Clássica
(macroscópica)
Mecânica dos
Fluidos
Transferência de
Calor
CIÊNCIAS TÉRMICAS
Disciplinas Básicas
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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Eentra – Esai = E
Alimento,
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Exercícios,
metabolismo,
água, ar, CO2,
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Análise Energética
definir o objeto de estudo
corpo humano
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Big Bang 13,7 Bilhões anos
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Energia constante Estimativa a partir de
imagens do Hubble
1a Lei da Termodinâmica
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José TOMAZ Vieira Pereira
Pesquisador Colaborador
tomaz@unipeunicamp.org.br
55 19 3521 1265
Professor Titular Aposentado
UNICAMP-FEM-Depto de
Energia
tomaz@fem.unicamp.br
Objeto de Estudo A TERRA COMO UM
SISTEMA TERMODINÂMICO
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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ENERGIA GRAVITACIONAL
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http://www.bluenc.com/science-friday-climate-change-part-1
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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Energia
nuclear
Energia
Solar
Energia
Elétrica
Trabalho
Mecânico
Energia
Térmica
Energia Cinética e Potencial
Marés
Ondas Ventos
Biomassa Comb
Fósseis
Elementos
Leves
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Pesados
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Hidráulicas
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FONTES DE ENERGIA RENOVÁVEIS
Contribuição de cada fonte kWh/ano % Base Solar
Solar 2,21E+17 99,82% 1
Geotérmica 1,87E+14 0,08% 1185
Marés 1,44E+13 0,01% 15312
Total 2,22E+17 100,00% 0,9982
Consumo Mundial em 2008 1,32E+14 0,06% 1678
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Fluxos
Fluxos
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• Rendimento dos CONVERSORES:
– Homem: cerca de 20%.
– Cavalo: cerca de 10%.
– Boi < 10%.
– Térmicos < 40%
– Hidráulicos/Eólicos < 100%
• O escravagismo representou um sistema de alta racionalidade energética.
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CADEIA DE CONVERSORES
DEVE PREENCHER TRES REQUISITOS
QUALIDADE
atendimento a necessidades específicas
LUGAR
transporte
TEMPO
alimentação contínua
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ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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INTER-RELACIONAMENTO COM TRÊS SISTEMAS
• ECOLÓGICO
• SOCIAL
• ECONÔMICO
SISTEMA ENERGÉTICO
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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" Sustentabilidade é viver atendendo às necessidades do presente sem comprometer a possibilidade das gerações futuras atenderem às suas próprias necessidades. " Gro Harlem Brundtland World Commission on Environment and Development (WCED, 1983), World Health Organization (1988), The Elders (2007)
BUSCA POR SUSTENTABILIDADE Internet
29/04/2015 "sustentabilidade" “o que é sustentabilidade” "sustainability" “what sustainability is”
Páginas Web 19.300.000 64.600 117.000.000 43.100
Vídeos 416.000 5.220 14.500.000 495
Livros 93.500 136 4.570.000 5.760
Notícias 111.000 62 28.200.000 240
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Aumento sistemático da concentração na natureza
• de substâncias extraídas da crosta terrestre
• de substâncias produzidas pela sociedade
Enfraquecimento sistemático da diversidade biológica
e
dos ciclos de sustentação dos processos naturais
Submissão de pessoas a condições que
sistematicamente minem a capacidade de
atendimento das suas necessidades fundamentais
Fonte: Caderno 4 do IBGC (Instituto Brasileiro de Governança Corporativa)
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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UTILIZAÇÃO DA ENERGIA
PELA ESPÉCIE HUMANA
UM POUCO DE HISTÓRIA
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LINHAS ENERGÉTICAS PRIMITIVAS
O próprio corpo -Única fonte de energia mecânica
Uso do sílex (pedra lascada)– aumento de eficiência no uso da energia.
O FOGO – primeira fonte externa de energia
Animais – Cavalo, boi e outros mamíferos.
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REVOLUÇÃO NEOLÍTICA
• Mudança fundamental:
–Noção de tempo. Plantar e esperar a colheita no final do ciclo agrícola.
• A noção de tempo ainda é um problema central para a espécie humana.
• Temos uma imensa dificuldade de pensar e agir no longo prazo.
SISTEMA SOCIAL
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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DOMÍNIO DAS FONTES DE ENERGIA
Centralização do Poder
Poder Feudal - Ascensão dos moinhos d’água Idade Média - séc. XI a XIII
Capitalismo - Manufatura que torna possível a máquina a vapor.
O que está em jogo: o domínio das fontes de energia
o “livre” acesso às fontes de energia
a apropriação dos excedentes
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O Chave do poder romano
Rede de circulação e transporte.
Exploração de escravos em escala jamais igualada
Início da era cristã
3 milhões de escravos.
4 milhões de homens livres
O escravagismo foi responsável pelo desestímulo ao desenvolvimento de máquinas acionadas por outras fontes que não o
homem.
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Evolução de três grandes fontes - séc. XI e XV • Água - rodas d´água
– Rendimentos 20% a 70% – Substituiu o trabalho de 10 a 20 homens – Reforçou a estrutura social de poder
• Vento – Moinhos de Vento – mais equidade
• Lenha – Alimentação das forjas
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Energia Renovável para a Equidade Social
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• Essa dinâmica implicava em: – Mais ferro – Rodas d’água mais sólidas e de maior capacidade – Maior produção de metal, – Maior quantidade de energia térmica, (mais lenha) – Mais transporte e portanto – Mais animais (cuja alimentação exigia áreas equivalentes às das
florestas associadas às forjas).
• Transporte. – Grande limitação do sistema energético medieval
• Vinho de Borgonha (1415) composição de custos: Vinho 28%, Taxas Diversas 11%, Transporte 61%.
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• Reprodução humana endógena, sem precisar de escravos.
• Integração trabalho energético e trabalho agrícola.
• Grande produtividade alimentar: Conversores cereais de alto rendimento calórico;
Complementação por conversores animais e motores artificiais (moinhos, em particular).
Homem como principal forma de energia mecânica.
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• Elevados rendimentos na agricultura: – 20 a 30 t/ha.
– Europa Medieval 3 a 4 t/ha.
• Extraordinária inventividade energética, particularmente na hidráulica.
• Canais, reservatórios, diques. – Eclusas (séc I A.C.) – Canal Han Kon (séc. V a.C.) mais antigo do mundo.
– Grande canal - 1794 Km de extensão. • início 605
• Conclusão 1327
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Solar Thermal Energy Power Plant in the Mojave Desert
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The World Solar Energy Map showing the global solar resource available to PV applications
http://www.rise.org.au/info/Applic/Solarpump/index.html
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www.energyeducation.tx.gov/.../f.html
Residential grid-connected PV system
PV systems power more than 1.5 million homes around the globe.
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In the Servitude of the Power - Energy and Civilization through the Ages -Jean- Claude Debeir, Jean-Paul Deléage and Daniel Emery ZED BOOKS- 1991 Uma História da Energia – Jean-Claude Debeir, Jean-Paul Deléage and Daniel
Emery Tradução de Sergio Brito - UnB Editora – 1993 Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies - Jared Diamond - W.W.Norton & Co.- 1997 (Existe em portugues – Armas, Germes e Aço) Valuing the Earth - Economics, Ecology, Ethics - Herman E. Daly and Kenneth N. Townsend - The MIT Press – 1993 Fundamentals of Engineering Thermodynamics - Michael J. Moran & Howard N. Shapiro - John Wiley & Sons – 1992 Environmental Accounting - Emergy and Environmental Decision Making - Howard T. Odum - John Wiley & Sons – 1996
BIBLIOGRAFIA
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
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LEITURAS RECOMENDADAS
Uma Breve História de Quase Tudo – Bill Brysson Armas, Germes e Aço – Jared Diamond Colapso – Jared Diamond A Terceira Revolução Industrial – Jeremy Rifkin A estrutura das revoluções científicas – Thomas Kuhn O Olho do Espírito – Ken Wilber
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http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System#/media/File:Planets2013.jpg
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The Sun compared to the planets
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Nota: * Inclui lenha, carvão vegetal e outras renováveis
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Energia renovável é aquela que é obtida
de fontes naturais capazes de se
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inesgotáveis.
Exemplos:
•Energia Solar
•Energia das marés
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É um estoque natural de energia
geralmente existente em quantidade
fixa, ou que é consumido mais rápido
que a natureza pode recriá-lo.
Exemplos:
• Combustíveis fósseis
• Combustíveis nucleares
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CITAÇÕES
Amilcar Herrera – Homo Sapiens Não tem Consciência de Espécie Thomas Khun - O conceito de Paradigma. André Alckmin – Problemas Simples e Problemas Complexos Ken Wilbert – Nenhum indivíduo, grupo ou organização está 100% certo ou 100% errado Gilberto Gallopin – Babarie ou Civilização.
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