Gestão Ambiental e Responsabilidade Social

Fontes de EnergiaMaterial Teórico

Responsável pelo Conteúdo:Profa. Ms. Carla Caprara Parizi

Revisão Textual:Profa. Dr. Patricia Silvestre Leite Di Iorio

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• Fontes de energia

• Evolução do Consumo de Energia

• Aproveitamento Energético

· Nesta Unidade, abordaremos o tema “ Fontes de Energia”. Leia a “Orientação de Estudos”, para melhor compreender a rotina de estudos, os trabalhos práticos e as avaliações a serem realizadas ao longo do semestre.

Fontes de Energia

• Lixo Tecnológico

Atenção

Para um bom aproveitamento do curso, leia o material teórico atentamente antes de realizar

as atividades. É importante também respeitar os prazos estabelecidos no cronograma.

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Unidade: Fontes de Energia

Contextualização

Nesta terceira unidade, abordaremos o tema Fontes de Energia

O material foi organizado em:

1 - Aviso – É o primeiro contato com o aluno

2 - Mapa Mental Representação Visual da Organização da disciplina contemplando os conteúdos e suas relações

3 - Contextualização e Problematização - Texto Introdutório lembrando a importância dos conteúdos abordados.

4 - Material teórico contemplando Recursos Naturais I.

5 - Apresentação narrada no formato “adobe presenter”, que sintetiza o conteúdo teórico;

6 - Atividade de Sistematização: Atividade avaliativa do tipo teste de múltipla escolha, baseada nos conteúdos estudados no “Material teórico”, no livro sugerido, e leituras complementares, com autocorreção pelo Blackboard.

7 - Atividade de Aprofundamento: Atividade Avaliativa –

Unidades I, III – Atividade de Aprofundamento: Fórum de discussão

Unidades II, IV e V Reflexiva ou Aplicação

8 - Material complementar sobre o tema;

9 - Referências bibliográficas.

Como método de estudo, você deverá realizar as atividades de leitura, na sequência as atividades de fixação dos conteúdos (Atividade de Sistematização), e as atividades de interação (Fórum, Reflexiva ou Aplicação).

Utilize os fóruns de discussão e a lista de e-mails para sanar as dúvidas.

A Terra já tem estocado todos os recursos para a manutenção e o desenvolvimento de seus habitantes, salvo alguns recursos que se renovam, porém podem não ser suficientes ou inadequados para uso.

Entretanto, com o crescimento acelerado da população, o grau de poluição gerado, os desejos ininterruptos e ilimitados da sociedade pela oferta de produtos e aparelhos cada vez mais sofisticados, nos leva a crer que este estoque acabará.

Portanto, algumas ações são inevitáveis para que possamos retardar ou minimizar ou resolver este problema, é preciso conhecer os recursos naturais, seus problemas e suas limitações, para melhor gerenciá-lo.

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1 Fontes de energia

Introdução

O desenvolvimento da humanidade e, consequentemente, o avanço da tecnologia impulsiona os consumos de materiais e energia. Desta forma, é importante o conhecimento das principais fontes de energia para assim ser capaz de discutir as melhores alternativas, diante do aumento previsto da demanda.

A energia é usualmente definida como a capacidade de realizar trabalho mecânico, deslocando, por exemplo, um objeto de uma posição para outra, pela aplicação de uma força.

De forma geral, a energia pode ser definida como a capacidade de produzir transformações em um sistema. As transformações podem ser físicas, químicas e biológicas.

A seguir, vamos estudar as fontes de energia.

Os recursos naturais primários são classificados em renováveis, os quais provém direta ou indiretamente da energia solar e não-renováveis. O aproveitamento direto da energia solar é utilizado, por exemplo, para aquecimento de ambientes e geração de eletricidade, já o aproveitamento indireto se dá por meio do vento, e vazão dos rios (BRAGA, 2005).

As principais fontes de energia são, portanto, Renováveis e não- Renováveis.

1.1 Fontes Renováveis

As Fontes Renováveis de energia segundo Braga (2005) são:

a) Hidroeletricidade – Consiste em aproveitar a energia potencial ou cinética da água, transformando-a em energia mecânica, pela turbina, e finalmente em eletricidade pelo gerador. É responsável por 92% da produção total de energia no Brasil. Tem alto rendimento, porém sua principal desvantagem é que provoca impactos ambientais na construção e operação dos reservatórios.

b) Energia das Marés – É obtida dos desníveis criados pelas marés. Os projetos hoje são quase experimentais e se mostraram antieconômicos.

c) Energia Geotérmica – Está contida em alguns depósitos (renováveis e não-renováveis). É obtida por meio dos depósitos subterrâneos de materiais radioativos e do magma no interior da Terra.

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Unidade: Fontes de Energia

d) Energia Eólica – Energia obtida dos ventos, por meio de cata-ventos gigantes, com 60 m de altura e hélices com 40 m de comprimento. Cada turbina pode abastecer 1.300 casas, podem ser instaladas na terra e também no mar em cima de plataformas de concreto. Uma usina eólica leva apenas seis meses para ser construída e operada, porém o investimento é muito alto. A grande desvantagem é que em períodos de calmaria é necessária outra fonte geradora de energia, ainda como desvantagem as turbinas eólicas podem interferir na migração de pássaros, na transmissão de sinais de rádio e TV e na paisagem.

e) Energia Solar – É a energia radiante do Sol. São sistemas ineficientes e caros, porém com a vantagem de produzir poucos impactos ambientais.

f) Biomassa, Biogás e Biolíquido – A Biomassa é a matéria vegetal produzida pelo sol por meio de fotossíntese. Ela pode ser queimada e convertida para outros estados (líquido ou gasoso), que são capazes de se transformar em energia. Esta energia é resultado da decomposição de materiais orgânicos como, por exemplo, esterco, madeira, resíduos agrícolas, restos de alimentos entre outros. É obtida do gás natural resultado da decomposição anaeróbia de compostos orgânicos. As grandes desvantagens para o meio ambiente do emprego da biomassa são os conflitos do uso da terra para a agricultura, o aumento da erosão, a poluição do solo e da água e a destruição do hábitat.

g) Gás hidrogênio – É produzido por processos eletroquímicos, obtido principalmente pela eletrólise processo de decomposição da água (H2O) em oxigênio (O) e hidrogênio (H2) por efeito da passagem de uma corrente elétrica pela água. Muitos cientistas sugerem o uso do gás hidrogênio para substituir o petróleo e o gás natural. No futuro, o hidrogênio poderá ser obtido pela decomposição da água doce ou salgada.

1.2 Fontes não-renováveis

As Fontes não-renováveis de energia segundo Braga (2005) são:

a) Petróleo – Formado basicamente por hidrocarbonetos e poucos compostos contém oxigênio, enxofre e nitrogênio. O petróleo e o gás estão geralmente confinados a grandes profundidades, tanto abaixo dos continentes como dos mares, tanto o petróleo, quanto o gás natural e o carvão, formaram-se há milhões de anos pela decomposição de vegetais e animais submetidos a altas temperaturas e pressões na crosta terrestre. O petróleo é retirado do poço e enviado as refinarias. Na refinaria, ele é aquecido e destilado para separar a gasolina, o óleo combustível, o óleo diesel e outros componentes.

b) Xisto Betuminoso: São rochas sedimentares. Sua utilização provoca um grande impacto ambiental, seu processamento utiliza uma grande quantidade de água indisponível nos locais onde há depósitos ricos de xisto. Além disso, os xistos formados pela mistura de compostos orgânicos em estado sólido ou em forma pastosa chamada querogênio, gera grande quantidade de CO2, óxidos de nitrogênio, SO2 e sais cancerígenos, afetando o ar e a água da região.

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c) Alcatrão: É obtido por meio de depósitos arenosos. Possui baixíssimo rendimento, gera impactos ambientais na água, no ar e no solo.

d) Gás Natural não convencional: encontrado em depósitos subterrâneos profundos de camadas arenosas, rochas sedimentares e veios de carvão. Encontra-se, ainda, em depósitos profundos de água salgada. Gera menos poluentes atmosféricos quando comparado com outros combustíveis fósseis. Esse gás pode ser queimado, eficientemente, em fornos, fogões, aquecedores de água, secadores, caldeiras, incineradores, aparelhos de ar condicionado, refrigeradores etc. Podem ser utilizados turbinas a gás operando em turbinas a jato para geração de eletricidade.

e) Carvão Mineral ou hulha – É formado basicamente por carbono, com pequenas quantidades de água, nitrogênio e enxofre. É o combustível fóssil mais abundante no mundo. O carvão é a grande fonte de óxidos de enxofre e nitrogênio. Essas emissões são responsáveis pelo “smog industrial” e pela ocorrência das chuvas ácidas. O carvão produz grande quantidade de CO2, comparando com outras fontes. Desta forma, é um dos maiores contribuintes do efeito estufa.

f) Energia Geotérmica: Pode ser usada para aquecimento ambiental, produção industrial e geração de eletricidade. A eficiência no seu uso e a não emissão de CO2 são as maiores vantagens. Como desvantagens apresentam poucas fontes de energia, emissão de amônia, gás sulfídrico e materiais radioativos.

g) Energia Nuclear: Fonte de energia polêmica, ela ocorre por meio do choque entre as partículas de urânio, gerando muita energia, as bombas atômicas são feitas desta forma, mas a mesma tecnologia desde que controlada pode ser usada a favor da humanidade. As Usinas Nucleares transformam a força dos átomos em eletricidade, mas sem emitir gases de efeito estufa, porém geram o lixo radioativo, que dura 10 mil anos. Em uma Usina nuclear o aquecimento é produzido por reação de fissão nuclear, sendo o combustível mais utilizado o urânio 235. São inúmeras as ações para segurança dos reatores, destacam-se paredes espessas utilizando-se de concreto pesado, sistema de emergência para inundar automaticamente o reator em caso de derretimento do núcleo, e tantas outras ações que tornam a usina segura, com pouca chance de ocorrência de acidente nuclear.

h) Fusão Nuclear: é o processo no qual dois átomos leves se unem, dando origem a um elemento mais pesado.

2 Evolução do Consumo de Energia

Segundo Miller (1985, apud Braga, 2005) os homens primitivos consumiam em média diariamente 2.000 kcal/dia de energia que eram obtidas do alimento consumido.

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Unidade: Fontes de Energia

Os primeiros homens caçadores aumentaram o consumo para 5.000 Kcal/dia. Os primeiros agricultores utilizando-se do fogo para cozimento e aquecimento pela queima de madeira, além da tração animal aumentaram o consumo para 12.000 kcal/dia (MILLER, 1985, apud BRAGA, 2005).

Durante a Revolução Industrial, este número cresceu para 60.000 Kcal/dia, em países como Inglaterra e Estados Unidos, a madeira era empregada para movimentar máquinas e locomotivas, para fundir areia em vidro e converter minério em metais. A partir daí começou um processo de destruição das florestas, nesta mesma época descobriu-se que o carvão poderia ser obtido por mineração e substituir a madeira (MILLER, 1985, apud BRAGA, 2005).

Em 1869, foi perfurado o primeiro poço de petróleo, juntamente com as descobertas envolvendo destilação refino do petróleo em gasolina, óleo combustível e óleo diesel, a partir daí as mudanças ocorridas foram significativas em termos de consumo de energia. Em 1985, o consumo per capita mundial diário foi de 125.000 Kcal/dia (MILLER, 1985, apud BRAGA, 2005).

Existe um desequilíbrio entre países desenvolvidos e países subdesenvolvidos, enquanto os Estados Unidos possuem 4,7% da população mundial e consome 25% da energia comercial mundial, a Índia, com 16% da população mundial, consome somente 1,5% da energia mundial (MILLER, 1985, apud BRAGA, 2005). O quadro 3.1 mostra a oferta Mundial de energia por fonte.

Quadro 3.1 Oferta Mundial de energia por fonte

Fonte (%)Petróleo 34,9Carvão Mineral 23,5Gás Natural 21,1Energias Renováveis 11,0Nuclear 6,8Hidráulica 2,3Outras 0,5

Fonte: MME, Balanço Energético ( 2003 apud Braga 2005)

Observem que as fontes não-renováveis são responsáveis por aproximadamente 86% (34,9 + 23,5 + 21,1+ 6,8) da oferta já os renováveis aproximadamente 14% (11,0 +2,3 + 0,5).

3 Aproveitamento Energético

Segundo Braga (2005,) além de gerenciar e controlar o consumo de energia outro grande desafio técnico é a eficiência do aproveitamento das fontes de energia. REL (Razão de Energia Líquida) é o parâmetro que avalia o grau de eficiência do aproveitamento das fontes de energia. A equação 4.1 define a REL (Razão de Energia Líquida)

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REL = Energia obtida equação 4.1Energia gasta na produção

Quanto maior o REL, maior é a eficiência no uso da fonte empregada, o petróleo, por exemplo, possui uma Razão de Energia Líquida alta, pois as reservas são ricas e muito acessíveis, conforme as fontes forem se esgotando a energia gasta para produção será maior, decrescendo a REL (BRAGA, 2005).

A conservação é uma saída para a crise energética, ou seja, desenvolver técnicas e/ou meios para a utilização eficiente das fontes de energia disponíveis, não só permite um prolongamento na utilização das fontes, como minimiza os impactos ambientais. O quadro 4.1 mostra a razão de energia líquida para três atividades diferentes, em função da fonte de energia primária empregada.

Quadro 4.1 Razão de Energia Líquida em função da fonte de energia empregada

Fonte Razão de energia útil líquidaAquecimento doméstico

Sol 5,8Gás Natural 4,9Petróleo 4,5

Carvão Gaseificado 1,5Térmica a carvão 0,4Térmica a gás natural 0,4Térmica nuclear 0,3

Processos IndustriaisCarvão Mineral (superfície) 28,2Carvão Mineral (subterrâneo) 25,8Gás Natural 4,9Petróleo 4,7Carvão Gaseificado 1,5Solar direto 0,9

TransporteGás Natural 4,9Gasolina 4,1Biocombustível 1,9Carvão Liquefeito 1,4

Fonte: Miller ( 2003 apud Braga 2005)

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Unidade: Fontes de Energia

Segundo Braga (2005), duas são as correntes que defendem estratégias para enfrentar a crise energética, porém defendem estratégias opostas. Uma delas segue o “Modelo do mundo em crescimento” e a outra segue o “Modelo de crescimento sustentável”.

Segundo Miller (2003 apud Braga 2005), os que seguem o Modelo em crescimento enfatizam a necessidade de incentivo às companhias de energia para que aumentem seus suprimentos de combustíveis não-renováveis.

A corrente de crescimento sustentável sugere a combinação de algumas ações, conforme mostra Miller (2003 apud Braga 2005), são elas:

1) aumentar a eficiência no uso da energia ;

2) diminuir o emprego de óleo, carvão e gás natural não-renováveis;

3) eliminar as usinas nucleares, pois essas seriam anti-econômicas, inseguras e desnecessárias; e

4) aumentar o emprego de recursos energéticos solares diretos e indiretos.

A corrente sustentável, ainda conforme Miller (2003 apud Braga, 2005), propõe que as casas e os edifícios sejam aquecidos por sistemas que aproveitem a luz direta do sol, para transporte, por exemplo, continuaria sendo utilizado como combustível o etanol, desde que o plantio para obtenção do mesmo fosse feito em terras improdutivas e tantas outras ações.

3.1 Aumento na eficiência do uso da energia

Algumas ações sugeridas por Miller (2003 apud Braga 2005) para tornar a utilização da energia mais eficiente, aumentando desta forma a energia disponível são:

• Mudança de hábito; andar a pé ou de bicicleta, utilizar transportes públicos, manter luzes apagadas.

• Aumentar a eficiência no consumo de energia, por exemplo, manter o motor do carro regulado, aumentar o isolamento térmico de casas, optar por equipamentos que economizem energia, como é o caso de refrigeradores e lâmpadas.

Quanto à mudança de hábito, sabemos que é muito difícil em cidades como São Paulo que andemos a pé ou de bicicleta, ou que troquemos o conforto dos carros, por transportes públicos precários e ineficientes.

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4 Lixo Tecnológico

O lixo tecnológico, como bem sabemos, é altamente poluente, portanto não deve ser considerado um lixo comum, para seu descarte existe uma opção adequada que é o descarte em empresas especializadas em logística reversa.

A logística reversa pode ser definida, grosso modo, como sendo o caminho de atividades que seguem sentido inverso da produção comum, partem do que normalmente seria o destino final de um produto, ou seja, o consumidor e seguem de volta a origem, ou seja, a indústria, e têm duas metas uma delas é o reaproveitamento das matérias primas contidas nos produtos descartados e a outra é a destinação segura dos resíduos complexos.

É muito importante para complementar o assunto sobre lixo tecnológico e imprescindível para responder as questões de sistematização e provas, que vocês assistam aos filmes sobre este tema, com os respectivos endereços expostos seguir:

O lixo tecnológico parte 1 e parte 2 ,respectivamente

• http://youtu.be/iHwqvf91Cn8

• http://youtu.be/W2t1y5oq96A

Conclusão

Bem não é nada difícil perceber que os números expostos neste material referentes à evolução no consumo de energia, são preocupantes e que as fontes não-renováveis são responsáveis por 86% desta oferta, é certo, portanto, que a crise energética no futuro deverá se intensificar, ou seja, a discussão continuará recaindo sobre tecnologia versus consumo de energia.

Sabemos também que qualquer implementação de novas tecnologias não se faz da noite para o dia, segundo Miller (2003 apud Braga, 2005), seriam necessários pelo menos 50 anos, porém as metas devem ser impostas em períodos a curto, médio e longo prazo.

Os projetos sejam a curto, médio ou longo prazo deverão procurar utilizar a energia de forma mais eficiente.

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Unidade: Fontes de Energia

Material Complementar

Como texto complementar desta Unidade, indico a leitura do livro BRAGA, B. et al. Introdução à Engenharia Ambiental: O desafio do desenvolvimento Sustentável. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

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Referências

BRAGA, B. et al. Introdução à Engenharia Ambiental: O desafio do desenvolvimento Sustentável. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

GLOBO ECOLOGIA. O lixo tecnológico. Parte 1. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=iHwqvf91Cn8&feature=related> Acesso em 22/janeiro/ 2013

GLOBO ECOLOGIA. O lixo tecnológico. Parte 2. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=W2t1y5oq96A> Acesso em 22/janeiro/ 2013

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Unidade: Fontes de Energia

Anotações

www.cruzeirodosulvirtual.com.brCampus LiberdadeRua Galvão Bueno, 868CEP 01506-000São Paulo SP Brasil Tel: (55 11) 3385-3000