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Ciências Físico-Químicas 7.º ANO

Materiais: recuperação para efeitos energéticos

ExploraDuarte Nuno JanuárioEliana do Carmo CorreiaÂngelo Filipe de Castro

Metas de aprendizagem a atingir– Classifica materiais segundo critérios diversos (exemplos:

naturais ou manufaturados; origem mineral, vegetal ou animal; solúveis/insolúveis em água, …).

– Classifica fontes de energia em primárias e secundárias, renováveis e não renováveis, utilizando como critérios a origem da energia e a renovação de tais fontes.

– Sistematiza critérios de escolha de fonte(s) de energia para uma dada região, tendo em consideração recursos aí existentes, localização, impactes ambientais, fatores económicos, sociais, éticos e outros.

– Descreve e usa informação organizada em texto e/ou tabelas e/ou gráficos relativamente a recursos e à situação energética mundial/nacional/local, apresentada em unidades de energia SI (ou outras).

Público-alvoAlunos de Ciências Físico-Químicas do 7.º ano, podendo ser aplicado a alunos de outros anos de escolaridade do ensino básico.

RecursosFicha de trabalhoComputadorProjetor

Bibliografia e sitesCBE (2002). Combustíveis lenhosos para edifícios públicos. Projeto ALTENER – BIOHEAT.CBE (2002). Combustíveis lenhosos para o aquecimento de edifícios residenciais. Projeto ALTENER – BIOHEAT.CBE. Biomassa – Fonte de energia. Folheto informativo.CE (2000). Exemplos de compostagem e de recolhas seletivas bem sucedidas. Bruxelas: Comissão Europeia.LIPOR (2007). Plano estratégico 2007-2016. VALORSUL (2010). Relatório de sustentabilidade 2009.

www.centrodabiomassa.pt (consultado em março de 2012)

www.dgge.pt(consultado em março de 2012)

www.edp.pt(consultado em março de 2012)

www.lipor.pt (consultado em março de 2012)

www.valorsul.pt (consultado em março de 2012) Oo

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Analisa e refletePortugal é muito afetado pelas alterações no fornecimento de combustíveis fósseis, pois importa a totalidade do que consome. No entanto, o nosso país possui potencial para a exploração de recursos energéticos renováveis.A biomassa é um recurso que pode e deve ser valorizado. Em Portugal existem bons exemplos de aproveitamento para produção de energia, por exemplo, a partir de biomassa florestal e dos resíduos da atividade humana.

Aproveitamento de biomassa florestal – a floresta gera energiaO nosso país é rico em biomassa florestal, que consiste numa série de materiais orgânicos como a lenha resultante do abate de árvores, resíduos provenientes da limpeza de florestas ou de áreas ardidas, desperdícios resultantes da indústria transformadora da madeira, ramos e pequenas árvores, entre outros.Fundado em 1988, o Centro de Biomassa para a Energia (CBE) é uma associação destinada a promover, sem fins lucrativos, a produção de energia através da biomassa. Os resíduos florestais podem ser utilizados, por exemplo, para a produção de briquetes de madeira. Estes são feitos de serrim ou de outro tipo de resíduos de madeira, destroçados e comprimidos, podendo ser utilizados, por exemplo, em caldeiras a biomassa para o aquecimento de edifícios.

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Figura 1 – Localização genérica das fontes de energia renováveis em Portugal.

Figura 2 – Briquetes.

Açores

Energia hídrica

Energia eólica

Energia solar

Energia geotérmica

Energia da biomassa

Madeira

Açores

Energia hídrica

Energia eólica

Energia solar

Energia geotérmica

Energia da biomassa

Madeira

Açores

Energia hídrica

Energia eólica

Energia solar

Energia geotérmica

Energia da biomassa

Madeira

Açores

Energia hídrica

Energia eólica

Energia solar

Energia geotérmica

Energia da biomassa

Madeira

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Estes materiais são um recurso renovável com ele-vado teor energético e de fácil manipulação, sendo economicamente viável realizar o seu transporte para longas distâncias.

Localizada relativamente perto do CBE encontra-se a Central Termoelétrica de Mortágua. Esta central uti-liza a biomassa florestal para produzir eletricidade.

A operar desde 1999, a Central Termoelétrica de Mortágua utiliza a biomassa florestal para produzir eletricidade. Contribui para a limpeza das florestas e, consequentemente, para a diminuição dos riscos de incêndio, para o ordenamento florestal e para o

Figura 3 – Guindaste para transporte de biomassa na Central Termoelétrica de Mortágua.

equilíbrio da balança energética portuguesa, ao pro-mover a redução da dependência energética externa através do aumento da produção de energia renovável.A central foi projetada para enviar, para a rede de dis-tribuição, energia elétrica suficiente para abastecer uma população na ordem dos 35 mil habitantes.

Aproveitamento de resíduos resultantes da atividade humana – o lixo gera energiaEm Portugal, para além de se fazer um reaproveita-mento dos resíduos florestais, também se recorre aos resíduos resultantes da atividade humana. As regiões com mais potencial neste domínio são, precisamente, as mais habitadas: Grande Lisboa e Grande Porto. As maiores empresas a operar no reaproveitamento deste tipo de resíduos são a Valorsul, na região de Lis-boa e Oeste, e a Lipor, que trata os resíduos produzi-dos no Grande Porto. Qualquer uma destas empresas tem unidades dedi-cadas à produção de eletricidade. Nestas centrais, o lixo que não pode ser reciclado é queimado, sendo o calor libertado aproveitado para produzir eletrici-dade (figura 4).

Central de Valorização Energética

Crestins - Maia

Central de Tratamento deResíduos Sólidos Urbanos

Grande Porto(LIPOR)

Grande Lisboa(VALORSUL)

São João da Talha - Loures

eletricidadepara a rede

eletricidadepara a rede

incineradosna

incineradosna

Resíduos urbanos quenão podem ser reciclados

nem reaproveitados

Figura 4 – Aproveitamento de resíduos urbanos para produção de eletricidade.

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Oo

Os resíduos urbanos também podem ser aproveita-dos para compostagem. De uma forma geral, a com-postagem é um processo biológico que converte a matéria orgânica num composto que pode ser utili-zado como adubo.As centrais que procedem à valorização de resíduos orgânicos, por compostagem, na Grande Lisboa e no Grande Porto, são, respetivamente, a Estação de Tra-tamento e Valorização Orgânica (São Brás – Amadora) e a Central de Valorização Orgânica da Lipor (Baguim do Monte – Gondomar).

Estas centrais processam os resíduos de vários muni-cípios de forma a preservar o ambiente. Mediante a recolha dos resíduos, procede-se à seleção e ao envio

da matéria orgânica para a central de compostagem. Após a realização do processo de compostagem, faz--se o armazenamento e ensacamento do composto.A compostagem é um processo simples que pode ser realizado em habitações e em escolas. Preservar o ambiente é um desafio que é colocado a cada um e só o conjunto da contribuição de todos permitirá criar um mundo mais sustentável.

Gestos simples como a reutilização das embalagens do lanche ou das garrafas de água, em detrimento do plástico descartável, são atitudes que poderão pare-cer pequenas hoje mas que podem fazer grandes diferenças no mundo de amanhã!

Nos gráficos seguintes representa-se, para o intervalo 2000-2006, respetivamente, a massa de resíduos sólidos rece-bidos pela Central de Valorização Energética da Lipor, em toneladas, e a energia produzida com esses resíduos, em quilowatt-hora.

Figura 5 – Massa de resíduos sólidos recebidos pela Central de Valorização Energética da Lipor entre 2000 e 2006.

Figura 6 – Energia elétrica produzida pela Central de Valorização Energética da Lipor entre 2000 e 2006.

Figura 7 – Processo de compostagem.

Ano

450 000

300 000350 000

400 000

250 000200 000

150 000

100 000

50 000

02000 2001 2002 2003 2004 2005 2006M

assa

de

resí

duos

sól

idos

rece

bido

s(t

onel

adas

)

Ano

250 000 000

200 000 000

150 000 000

100 000 000

50 000 000

02000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Ener

gia

elét

rica

pro

duzi

da (k

W h

)

Composto orgânicoPilha decompostagemnum recepiente

Restos dealimentos

Fertilização

Alimentos

Orgânico

Processo de compostagem

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Oo

ExposiçãoA produção e o consumo de energia sofrem consideráveis alterações ao longo dos tempos. Dividindo a turma em grupos, faz uma pesquisa acerca da evolução das necessidades energéticas em meio urbano. Prepara uma apresentação para a tua comunidade escolar evidenciando a evolução na produção e no consumo de energia em três épocas:• Passado (1900) • Presente • Futuro (2100)

ProjetoElabora um projeto de implementação de compostagem na tua escola. Para te apoiar consulta o site Horta da Formiga, em www.hortadaformiga.com

Questões1. Os desperdícios de madeira podem ser

aproveitados como biomassa florestal.

1.1. Classifica a madeira segundo:

a.a sua proveniência (material natural ou manufaturado);

b.a sua origem (origem animal, vegetal ou mineral);

c.o seu estado físico (sólido, líquido ou gasoso);

d.a sua solubilidade em água (solúvel ou insolúvel em água).

1.2. Classifica a madeira quanto à sua aparência (material homogéneo, heterogéneo ou coloidal) e justifica a tua resposta.

2. A Central Termoelétrica de Mortágua utiliza a biomassa para produção de energia elétrica.

Considera a seguinte afirmação.

A biomassa é considerada uma fonte de energia (1) e (2) ; a energia elétrica obtida a partir deste recurso é considerada como uma fonte de energia (3) .

Seleciona a opção que permite completá-la corretamente.

a.(1) secundária; (2) não renovável; (3) primária. b.(1) primária; (2) renovável; (3) secundária. c.(1) secundária; (2) renovável; (3) primária. d.(1) primária; (2) não renovável; (3) secundária.

3.Das seguintes afirmações indica as verdadeiras (V) e as falsas (F).

a.Portugal possui potencial para a exploração de recursos energéticos renováveis.

b. Os resíduos urbanos são provenientes da atividade agrícola.

c. A compostagem permite converter a matéria orgânica num composto que pode ser utilizado como fertilizante.

d.Portugal é autossuficiente ao nível energético.

e.A compostagem é um processo industrial que só pode ser realizado em empresas com auxílio da tecnologia.

4.Observa atentamente os gráficos das figuras 5 e 6 correspondentes à massa de resíduos sólidos recebidos e à energia elétrica produzida pela Central de Valorização Energética (CVE) da Lipor entre 2000 e 2006.

a.Indica o ano em que a CVE recebeu maior quantidade de resíduos sólidos.

b.Indica o ano em que a CVE produziu mais energia.

c.Determina o valor aproximado da energia produzida pela CVE, na unidade do Sistema Internacional, o joule, no ano de 2002 (1 kW h = 3 600 000 J).

d.Considera o ano de 2004. Calcula o valor aproximado da quantidade de energia que foi gerada por cada tonelada de resíduos recebidos pela CVE.

e.Sabendo que, em média, em cada habitação portuguesa são consumidos anualmente 3000 kW h de energia, determina o número aproximado de habitações cujo consumo energético foi garantido pelo lixo valorizado na CVE no ano de 2005.

5.O texto faz referência a alguns gestos simples que contribuem para a redução de consumos, tais como reutilizar as embalagens do lanche e as garrafas de água em detrimento do plástico descartável. Sugere outras duas estratégias que possam contribuir para diminuir a poluição e promover a qualidade do ambiente.

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Proposta de resolução

1.

1.1.

a.Material natural.

b.Origem vegetal.

c.Sólido.

d.Insolúvel em água.

1.2. A madeira é um material heterogéneo pois apresenta uma aparência não uniforme.

2.b.

3.

a – V; b – F; c – V; d – F; e – F.

4.

a.2004

b.2005

c.

d.

e.

5.Por exemplo: utilizar sempre o mesmo saco para as compras do supermercado e devolver as embalagens de vidro no posto de venda.

3 600 000 JE

1 kW h E = 3 600 000 × 180 000 000 E = 6,48 × 1014 J180 000 000 kW h

= ⇔ ⇔

E (kW h)m (t)

190 000 000 475 kW h/t400 000

= =

⇔ =N 195 000 000 65 000 habitações3000

= N

Oo