Este documento descreve uma formação sobre energias renováveis com o objetivo de promover o conhecimento científico sobre energia, desenvolver competências experimentais e críticas, e compreender a importância das energias renováveis. A formação inclui módulos sobre transferência de energia, termodinâmica, aproveitamento solar e eólico, e a construção de modelos demonstrativos de sistemas energéticos renováveis.

1. Escola Secundária Augusto Gomes Formação Modular – 50 horas
STC_7 – Sociedade Tecnologia e Ciência - Fundamentos
Unidade de Formação de Curta Duração – Energias renováveis: uma abordagem lúdica e didática
Formador: Duarte Nuno Januário
Definir energia é difícil. No entanto, as suas manifestações e transferências são evidentes na natureza e
no dia-a-dia de todos. A energia é necessária para todas as actividades humanas. Garantir o seu fornecimento tem
sido uma das principais preocupações desde tempos imemoriais.
Até ao século XVII, a realização de trabalho e o fornecimento de calor eram assegurados sobretudo por
fontes renováveis: os barcos eram movidos pelo vento, que também garantia a produção de farinhas, nos
moinhos, em alternância com o movimento da água. Os animais asseguravam a energia necessária para os
transportes, o calor era providenciado pela lenha das árvores, ou pela exploração incipiente de reservas de carvão
mineral. As necessidades energéticas eram pequenas, numa sociedade não industrializada e habituada apenas à
frugalidade da sobrevivência.
As necessidades energéticas das sociedades têm vindo a aumentar de forma muito pronunciada desde a
revolução industrial. A partir do século XVIII, com o aparecimento da máquina a vapor e com os posteriores
desenvolvimentos técnicos, as necessidades energéticas das sociedades levaram à exploração desenfreada de
fontes de energia facilmente acessíveis.
Os combustíveis fósseis, como o carvão, o petróleo ou o gás natural, são uma resposta imediatista a uma
procura incessante e crescente de fontes de energia capazes de satisfazer a voracidade de equipamentos e hábitos
que se caracterizam pelo exagerado consumo, pela ineficiência e pelo desperdício.
Um dos problemas prementes resultante da utilização dos combustíveis fósseis é o seu inevitável
esgotamento, que se reflecte já nos elevados preços praticados, por exemplo, nos mercados de petróleo. Para
além disto, a segurança no abastecimento não está assegurada, em Portugal, na medida em que importa quase
100% dos combustíveis fósseis que consome. Há ainda que ter em conta o impacto ambiental da utilização dos
combustíveis fósseis, que se manifesta localmente no ar irrespirável de algumas cidades ou na destruição de
ecossistemas, mas que se tem revelado também a nível global, com o aumento da temperatura média do planeta,
que pode ter consequências desastrosas para a vida como a conhecemos nos dias de hoje.
Os modernos aproveitamentos das fontes de energia renováveis, para produção de electricidade e de
calor, são vistos como uma alternativa capaz de garantir as necessidades energéticas dos países desenvolvidos de
forma limpa e sustentável, fazendo uso de recursos endógenos.
O investimento em energias renováveis tem sido recomendado e promovido pelas mais diversas
instituições governamentais, como forma de prevenir as alterações climáticas, sobretudo desde a assinatura do
protocolo de Quioto (United Nations, 1992, 1998; Conselho da Europa, 2002; Conselho de Ministros da República
Portuguesa, 2010).
O conhecimento, por parte dos cidadãos, dos fundamentos científicos e das técnicas subjacentes à
produção de energia com recurso a fontes renováveis, repercute-se numa maior sensibilidade para a problemática
do aproveitamento sustentável de recursos e da eficiência energética. Pode promover-se, desta forma, a utilização
fundamentada de competências de cariz científico e tecnológico na tomada de decisões do quotidiano das
sociedades e dos cidadãos.

2. Objectivos da acção / Competências a desenvolver
- Promover o conhecimento científico, em particular, da energia, suas transferências e transformações;
- Desenvolver competências de experimentação, questionamento e investigação;
- Fomentar a curiosidade e o espírito crítico;
- Desenvolver competências de utilização de ferramentas de cariz científico e de Tecnologias de Informação e
Comunicação;
- Reconhecer as potencialidades e limitações da ciência, bem como da sua importância em termos de tomadas de
decisão e posições dos diversos actores da sociedade;
- Compreender a ciência e a tecnologia como corpos de saberes em permanente transformação;
- Interpretar a ciência, em particular a física, como ferramenta fundamental na interpretação e compreensão dos
saberes do dia – a – dia;
- Analisar as diferentes fontes e formas de energia disponíveis na natureza e transformadas pelo ser humano;
- Inferir acerca das implicações da termodinâmica na interpretação de fenómenos de transferência e
transformação de energia no quotidiano;
- Compreender a eletricidade como uma forma de energia secundária limpa e segura, desde que observados
preceitos rigorosos ao nível da sua produção e consumo.
- Analisar a situação energética mundial e concluir acerca da necessidade de evolução para padrões de consumo
sustentável.
- Compreender as diversas dimensões envolvidas na produção de energias renováveis, nomeadamente,
económicas, de disponibilidade de recurso e de poluição a montante.
Módulo inicial
- Apresentação de formador e formandos; 2 horas
- Objectivos da formação;
- Competências - chave a desenvolver;
- Metodologia da UFCD;
- Actividades a desenvolver;
- Produtos a obter;
- Critérios de avaliação;
- Criação de um blog para divulgação das actividades desenvolvidas na formação.
2 horas
Módulo 1: A energia em trânsito
- Visionamento do documentário “Energia Solar” da National Geographic Society; 2 horas
- Reflexão crítica sobre o vídeo visionado;
- Apresentação dos resultados da reflexão.
- Transferências de energia: calor e trabalho; 2 horas
- Transformações de energia;
- A energia nas suas formas fundamentais: energia potencial e energia cinética;
- Fontes de energia: renováveis e não renováveis;
- Formas de energia: primárias e secundárias.
- Conservação de energia: primeira lei da termodinâmica; 4 horas
- Dissipação de energia: segunda lei da termodinâmica;

3. - Implicações das termodinâmica para o dia – a – dia;
- Consolidação dos conteúdos abordados.
8 horas
Módulo 2: Aproveitamento da energia solar sob a forma de calor
- Mecanismos de transferência de energia em meios materiais e no vazio: condução, convecção 4 horas
e radiação;
- Condutores e isoladores térmicos;
- Energia solar;
- Sistemas solares térmicos;
- Fornos solares;
- Atividade: planeamento e construção de um sistema solar térmico/forno solar com fins 6 horas
didáticos;
- Elaboração do relatório da actividade, sob a forma de poster científico;
- Publicação dos posters no Blog;
10 horas
Módulo 3: Fundamentos de eletricidade
- Constituição da matéria: átomos, moléculas e iões; 4 horas
- Eletrização de materiais: série triboelétrica;
- Potencial elétrico;
- Corrente elétrica contínua e alternada;
- Fontes de corrente elétrica contínua e alternada;
- Intensidade de corrente elétrica;
- Resistência elétrica;
- Lei de Ohm;
- Circuitos elétricos; 6 horas
- Componentes de circuitos elétricos;
- Simbologia de circuitos elétricos;
- Software de simulação de circuitos elétricos;
- Construção de circuitos elétricos;
- Consolidação dos conteúdos abordados.
10 horas
Módulo 4: Aproveitamento da energia solar e da energia eólica sob a forma de eletricidade
- Produção de corrente contínua a partir da energia solar: efeito fotovoltaico; 4 horas
- Produção de corrente alternada a partir da energia eólica: indução eletromagnética;
- Atividade: planeamento e construção de um sistema solar fotovoltaico e eólico com fins 6 horas
didáticos;
- Elaboração do relatório da actividade, sob a forma de poster científico;
- Publicação dos posters no Blog;
10 horas

4. Módulo 5: Construção de um modelo didático de uma habitação auto – suficiente em termos energéticos
- Atividade: planeamento e construção de um modelo didático de uma habitação auto- 8 horas
suficiente em termos energéticos, integrando as tecnologias abordadas durante a formação:
solar térmico, solar fotovoltaico e eólico
- Elaboração do relatório da actividade, sob a forma de poster científico;
- Publicação dos posters no Blog.
- Avaliação da formação. 2 horas
10 horas
Bibliografia
Benito, Tomás(2009) Práticas de energia solar térmica. Porto: Engebook
Caldeira, Helena; Bello, Adelaide. Ontem e hoje: Física e Química A – Física 10º ano. Porto editora.
Caldeira, Helena; Bello, Adelaide. Ontem e hoje: Física e Química A – Física 11º ano. Porto editora.
Carol Hupping Stoner, A produção da sua própria energia, volumes 1 e 2, Edições CETOP
Conselho da Europa (2002). Decisão 2002/358/CE - Aprovação, em nome da Comunidade Europeia, do Protocolo
de Quioto da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre as alterações climáticas.
Conselho de Ministros da República Portuguesa (2010). Resolução do Conselho de Ministros n.º 29/2010.
Estratégia Nacional para a Energia 2020.
Juan de Cusa, Energia solar para vivendas, Plátano Edições Técnicas
Morais, Josué (2009). Sistemas fotovoltaicos, da teoria à prática. Porto: Engebook
P. R. Sabady, A Energia solar na habitação, Edições CETOP
United Nations (1992). UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATE CHANGE.
United Nations (1998) KYOTO PROTOCOL TO THE UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATE
CHANGE
Sites de Internet
http://cvc.instituto-camoes.pt/ciencia/p50.html
http://www.cienciaviva.pt/rede/himalaya/home/
http://www.bigginhill.co.uk/solar.htm
http://www.instructables.com/id/Build-your-own-flat-panel-solar-thermal-collector/
http://www.thesietch.org/projects.htm
http://www.ceeeta.pt/RIERA2/energia_solar.htm
http://www.aondevamos.eng.br/index.html