Usos da energia e suas fontes

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Usos da energia e suas fontes

  1. 1. A energia é um recurso indispensável que está presente em todas as atividades da sociedade moderna.
  2. 2. O uso da energia e suas fontes A utilização dos recursos energéticos é vital para as atuais necessidades humanas, pois à medida que as sociedades humanas evoluem, o consumo de energia aumenta. O ser humano recorre a várias fontes energéticas - combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural), e energias solar, geotérmica, hidroelétrica, eólica e nuclear. Os combustíveis fósseis são, a fonte energética mais explorada. A utilização excessiva destes combustíveis como recurso energético acarreta graves problemas ambientais e sociais. A exploração da energia nuclear como alternativa aos combustíveis fósseis, embora este recurso seja considerado limpo e económico, levanta também alguns problemas, relacionados com o armazenamento de lixos radioativos, poluição térmica e fuga de radiações. Os problemas relacionados com a produção e consumo de energia continuam por resolver. A procura de novas fontes de energia alternativas intensifica-se, procurando-se adotar fontes energéticas eficazes, renováveis, mais baratas, menos poluentes e menos perigosas para o homem e para o ambiente.
  3. 3. Embora ainda não sejam utilizadas em grande escala, foram encontradas algumas soluções energéticas que passam pela exploração das energias hidroelétrica, eólica, das marés, das ondas, da biomassa, do biogás e solar. A energia geotérmica, por exemplo, pode ser utilizada como fonte de energia limpa, pois é pouco poluente e é um recurso renovável. No entanto, a sua utilização é rentável apenas em locais onde o potencial geotérmico é elevado. A preocupação maior está em saber por quanto tempo o mundo vai poder crescer considerando que os recursos energéticos são finitos. Os combustíveis fósseis não são renováveis, os recursos hidroelétricos estão mal distribuídos e não podem ser transportados por longas distâncias, e as demais fontes ou possuem uso restrito, ou ainda estão sendo pesquisadas, ou possuem valor de produção muito elevado. Mas mais importante do que as medidas "emergenciais" é o uso racional da energia, a diversificação e a democratização da atividade econômica para que cada região possa criar uma política energética local de maneira plena e inteligente (energias solar e eólica no Nordeste, por exemplo).
  4. 4. Fontes de Energia No planeta, são encontrados diversos tipos de fontes energéticas. A matriz energética mundial é baseado no consumo de fontes de energia não renováveis; porém, com o aquecimento global no Brasil e no mundo, a mudança na característica energética deve ser feita. Fontes alternativas estão sendo implantadas e procuradas a fim de renovar a matriz energética. Em nosso planeta encontramos diversos tipos de fontes de energia. Elas podem ser renováveis ou esgotáveis. Por exemplo, a energia inesgotáveis. Por outro lado, os combustíveis fósseis(derivados do petróleo e do carvão mineral) possuem uma quantidade limitada em nosso planeta, podendo acabar caso não haja consumo racional.
  5. 5. As fontes energéticas podem ser classificadas de duas formas: Fontes renováveis Recurso que não é limitado e nessa categoria são destacados os biocombustíveis, hidrelétricas, energia solar, eólica e outras. Apesar disso, essas fontes energéticas podem causar impactos ao meio. Fontes não renováveis Recurso natural que não se renova e que pode acabar e o esgotamento de cada um deles pode ser um pequeno ou longo prazo. Seus principais representantes são o petróleo, carvão, urânio e outros. Geralmente produzem gases poluentes que podem ser provenientes de veículos, oleodutos, vazamentos em navios, dentre outras. Fontes primárias de energia são aquelas que ocorrem da natureza como os combustíveis fósseis, água, vento e radiação solar. Já as fontes secundárias são obtidas a partir das fontes primárias, por exemplo: do petróleo é retirada a gasolina e o gasóleo.
  6. 6. Energia Hidrelétrica Vantagens A energia produzida por uma barragem é renovável, por que o lago é alimentado continuamente pela a chuva e pelos cursos de água que desaguam nele. Esse tipo de energia é obtido a partir do movimento das águas. A água represada em uma barragem cai de uma grande altura e faz movimentar uma turbina que produz eletricidade. Apesar de ser uma energia limpa, a construção de uma usina hidrelétrica gera grandes impactos ambientais no entorno, uma vez que altera o curso de rios inunda grandes extensões de terra, alagando cidades e destruindo hábitats. Desvantagens O lago artificial inunda áreas silvestres e agropecuários e ás vezes até idades. Também altera os ecossistemas aquáticos.
  7. 7. Energia Solar O sol é uma fonte de energia praticamente inesgotável, que pode ser aproveitada de duas maneiras principais. Para aquecimento Aquecedores solares instalados, por exemplo, nos telhados das residências são utilizados para aquecer a água de uso domestico.
  8. 8. Para produção de energia elétrica A energia solar pode ser transformada em energia elétrica por meio de dois processos. O primeiro utiliza espelhos parabólicos que concentram os raios solares, obtendo, assim, temperaturas suficientemente altas para converter água em vapor, com isso, move uma turbina para gerar eletricidade. O segundo produz eletricidade a partir da luz do sol, utilizando dispositivos chamados Células fotovoltáis.
  9. 9. Energia das Marés A energia das marés aproveita o potencial energético do desnível das marés, que deve ser no mínimo de 7 metros. Essa é uma fonte de energia limpa e renovável. Estação de energia das marés A energia das marés, também conhecida como energia maremotriz, é obtida por meio do aproveitamento da energia proveniente do desnível das marés. Para que essa energia seja revertida em eletricidade é necessária á construção de barragens, eclusas (permitindo a entrada e saída de água) e unidades geradoras de energia
  10. 10. Como é gerada O sistema utilizado é semelhante ao de uma usina hidrelétrica. As barragens são construídas próximas ao mar, e os diques são responsáveis pela captação de água durante a alta da maré. A água é armazenada e, em seguida, é liberada durante a baixa da maré, passando por uma turbina que gera energia elétrica. Nos oceanos existem desníveis no solo abaixo da água. Instalando barragens e um sistema de geradores é possível gerar energia elétrica. A água é represada durante o período de maré alta num reservatório instalado no oceano (geralmente próximo ao litoral). No Brasil, podemos destacar o estuário do Rio Bacanga, em São Luís (MA), com, marés de até 7 metros, e, principalmente, a ilha de Macapá (AP), com marés que atingem até 11 metros.
  11. 11. Vantagens -É uma fonte de energia limpa e renovável. -É uma alternativa para países que por diversos motivos não gerar energia elétrica através de outras formas. podem Desvantagens -Necessidade de ter uma situação geográfica favorável, ou seja, presença de marés no litoral e desnível no solo do oceano. -A implementação do sistema de uma usina maremotriz ainda é caro em relação ao sistema de hidrelétrica. Assim, a relação custo/benefício ainda não é vantajosa para muitos países. -Pode ocorrer impacto ambiental na implantação do sistema, principalmente com relação ao ecossistema marinho. -Baixo aproveitamento energético.
  12. 12. Energia Geotérmica A energia geotérmica ou energia geotermal se caracteriza pelo calor proveniente da Terra, é a energia calorífera gerada a menos de 64 quilômetros da superfície terrestre, em uma camada de rochas, chamada magma, que chega a atingir até 6.000°C. ‘Geo’ significa terra e térmica corresponde a calor, portanto, geotérmica é a energia calorífica oriunda da terra. A energia elétrica pode ser obtida através da perfuração do solo em locais onde há grande quantidade de vapor e água quente, estes devem ser drenados até a superfície terrestre por meio de tubulações específicas. Em seguida o vapor é transportado a uma central elétrica geotérmica, que irá girar as lâminas de uma turbina. Por fim, a energia obtida através da movimentação das lâminas (energia mecânica) é transformada em energia elétrica através do gerador
  13. 13. Vantagens -A emissão de gases poluentes (CO2 e SO2) é praticamente nula, não intensificando o efeito de estufa, diferentemente dos combustíveis de origem fóssil. -A área necessária para a instalação da usina é pequena. -Pode abastecer comunidades isoladas. Desvantagens -É uma energia muito cara e pouco rentável, pois necessita de altos investimentos estruturais e sua eficiência é baixa. -Pode ocasionar o esgotamento do campo geotérmico. -O calor perdido aumenta a temperatura do ambiente. -Ocorre a emissão de ácido sulfídrico (H2S), extremamente corrosivo e nocivo à saúde.
  14. 14. Energia da Biomassa A biomassa (massa biológica) é a quantidade de matéria orgânica produzida em um determinada área de um terreno. A energia de biomassa é renovável, e garante o fornecimento de energia e também auxilia na diminuição do CO2 na atmosfera. Além disso, há uma utilização do lixo na produção, diminuindo a quantidade de objetos nos aterros. Existem três formas principais de aproveitamento da biomassa: *Cultivo de plantas(cana-de-açúcar, milho, et) com alto conteúdo de açúcar, que é convertido em álcool para ser utilizado como combustível. *Combustão direta da madeira- De uso tradicional, não é considerada uma boa alternativa, já que é uma dos principais recursos da desmatamento. *Fermentação de resíduos urbanos industriais ou agrícolas para obtenção de gás, denominando biogás, composto por metano e dióxido de carbono.
  15. 15. Tipos de Biomassa Carvão vegetal O carvão vegetal é obtido pela queima da madeira em fornos especiais, feitos de alvenaria, que atingem uma temperatura média de 500ºC. Ao contrário do que aconteceu nos países industrializados, no Brasil, o uso industrial do carvão vegetal continua sendo largamente praticado. O Brasil é o maior produtor mundial desse insumo energético, atendendo cerca de um quarto de toda energia consumida nos altos fornos brasileiros. No setor industrial (quase 85% do consumo), o ferro-gusa, aço e ferroligas são os principais consumidores do carvão de lenha, que funciona como redutor (coque vegetal) e energético ao mesmo tempo. O setor residencial consome cerca de 9% seguido pelo setor comercial como as churrascarias, pizzarias e padarias com 1,5%. É usado, também, nas locomotivas a vapor ainda existentes em alguns lugares do Brasil..30% desse carvão é obtido a partir de reflorestamento e 70% vêm do desmatamento de grandes áreas do cerrado ao norte de Minas Gerais, sul da Bahia, na região de Carajás no Pará e no Maranhão. É importante notar que o rendimento em massa do carvão vegetal em relação a lenha seca enfornada é de aproximadamente 25% nos fornos de alvenaria.
  16. 16. Óleos vegetais Dentro dos tecidos existentes nas folhas ou caule de alguns vegetais, há uma substância oleosa que pode ser utilizada para queimar. Também, pode-se obter essa substância de algumas sementes que, ao passar por um processo mecânico de pressão, são quebradas. Depois deste processo mecânico, é aplicado um processo químico que usa um solvente líquido para extrair somente o óleo. Posteriormente, esse óleo vai ser refinado, clarificado e desodorizado perdendo, assim, o cheiro Cana-de-açúcar forte. A cana-de-açúcar é originária da Ásia e foi introduzida na América, por Cristóvão Colombo, em meados de 1492. Historicamente, a cana de açúcar é um dos principais produtos agrícolas do Brasil, sendo cultivada desde a época da colonização, O Brasil é o segundo país do mundo com grandes canaviais, abrange estados como: São Paulo, Paraná, Alagoas, Minas Gerais, Pernambuco, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Rio de Janeiro e Paraíba
  17. 17. Energia Eólica Hoje em dia utiliza-se a energia eólica para movimentar aerogeradores - grandes turbinas que têm a forma de um cata-vento ou de um moinho que estão em lugares com muito vento. Os aerogeradores podem ser colocados no ambiente marinho como no terrestre. A energia eólica é uma fonte natural de energia renovável, ou seja, que não se esgota, é limpa, está distribuída globalmente e substitui fontes de combustíveis fósseis reduzindo o efeito de estufa. As desvantagens dependem muito das condições naturais, muitas vezes gera poluição sonora por causa das vibrações geradas pelas pás, embora a construção destes aerogeradores no mar (perto da costa), seja uma solução para este problema.
  18. 18. A energia eléctrica produz-se através de um gerador quando as pás rodam. Para que a produção de energia dê resultado existem campos de geradores, mas podem ser usados sozinhos para alimentar localidades antigas e distantes da rede de transmissão. O tamanho das pás não causa o choque com objectos voadores e não interfere na áudio visão. Muitos países procuram a energia eléctrica originada a partir do vento. 23% da produção na Dinamarca, 6% na Alemanha e 8% em Portugal e Espanha utiliza a energia eólica.
  19. 19. Energia eólica no Brasil Para que a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja maior ou igual a 500 W/m2, a uma altura de 50 m, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s (GRUBB; MEYER, 1993). Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, em apenas 13% da superfície terrestre o vento apresenta velocidade média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50 m. Essa proporção varia muito entre regiões e continentes, chegando a 32% na Europa Ocidental. Mesmo assim, estima-se que o potencial eólico bruto mundial seja da ordem de 500.000 TWh por ano. Devido, porém, a restrições socioambientais, apenas 53.000 TWh (cerca de 10%) são considerados tecnicamente aproveitáveis. Ainda assim, esse potencial líquido corresponde a cerca de quatro vezes o consumo mundial de eletricidade. No Brasil, os primeiros anemógrafos computadorizados e sensores especiais para energia eólica foram instalados no Ceará e em Fernando de Noronha (PE), no início dos anos 90. Embora os aproveitamentos eólicos sejam recentes, já contamos com diversas plantas do território nacional. Hoje estimasse que o potencial eólico no Brasil seja superior a 60.000 MW. Segundo o Centro de Referência para Energia Solar e Eólica (CRESESB) o potencial chega a 143 GW, como pode ser observado no livro "Atlas do Potencial Eólico Brasileiro"
  20. 20. Tipos de Aerogeradores No início da utilização da energia eólica, surgiram turbinas de vários tipos – eixo horizontal, eixo vertical, com apenas uma pá, com duas e três pás, gerador de indução, gerador síncrono etc. Com o passar do tempo, consolidou- se o projeto de turbinas eólicas com as seguintes características: eixo de rotação horizontal, três pás, alinhamento ativo, gerador de indução e estrutura não-flexível. A seguir apresentaremos os diversos tipos de aerogeradores. Aerogeradores de eixo vertical: Esse tipo de aerogerador possui um eixo vertical e aproveita o vento que vem de qualquer direção. São mais indicados para moagem de grãos, recargas de baterias, irrigação. Dos aerogeradores com eixo vertical o Savonius e o Darrieus são os mais usados. Aerogeradores de eixo horizontal: São utilizados para bombeamento de água e geração de eletricidade. Dependem da direção do vento e podem ter uma, duas, três ou quatro pás. Para funcionar, a velocidade tem que variar de 35 a 30 km/h e estar livre de obstáculo a uma altura de 5 m do chão Aerogeradores de pás múltiplas ou cata-ventos: Possuem de 16 a 32 pás e chegam a ter 15 m de altura. São bastante encontrados em fazendas americanas, por isso também são conhecidos como moinhos americanos. São mais usados para o bombeamento de água e produzem baixa potência devido ao numero elevado de pás. Como avaliar a velocidade do vento Por ser um fenômeno natural, o vento pode variar dependendo do dia e da estação do ano. Para um bom aproveitamento do vento não se deve ter nenhum obstáculo como morros, mata fechada, prédios, etc.
  21. 21. Produção de energia a partir do vento A geração de energia através do vento é feita por um aerogerador de três pás. Esse tipo de aerogerador tem um movimento rotatório mais rápido. O vento ao passar pelo rotor aciona a turbina, que esta acoplada a um gerador elétrico responsável em transformar a cinética do vento em energia elétrica. A geração da energia depende principalmente da quantidade de vento que passa pelo aerogerador. A energia produzida pode ser usada para: - irrigação e eletrificação rural; - Iluminação pública; - para carregamento de baterias e telecomunicações. Bombeamento de água através da energia eólica Para o bombeamento de água é usado o aerogerador de multipás, uma caixa de rolamento, uma torre reforçada para a fixação do aerogerador e uma bomba hidráulica. A bomba deve ser acoplada a uma haste metálica ligada diretamente ao eixo do rotor do aerogerador e ser instalada próxima ao fluxo de água. O vento, ao passar pelo rotor, acionará a haste, fazendo com que ela suba e desça, bombeando a água para um reservatório.
  22. 22. Obrigado pela a atenção! Componentes: • • • • • • Prof° : Helanne Andresa Tainara Jaqueline Cavalcante Isyane Lima Janaina Araújo José Carlos Lília Santana

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