02_Recursos Energéticos Naturais
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RECURSOS ENERGÉTICOS NATURAISProjeto Sol – Prof. Thiago Miranda de Oliveira
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NA PRÉ-HISTÓRIA
• As invenções humanasdependem do controle deprocessos energéticos
naturais, redirecionadospara o uso humano.
• Por exemplo, o fogo, quejá existia na superfície da
Terra iniciado porprocesso espontâneoscomo raios .
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NA PRÉ-HISTÓRIA
• Há 20 000 anos: os sereshumanos aprenderam afazer fogo, levando calor e
luz para suas cavernas.• Dando origem ao hábito
de assar e cozinharutilizando cerâmica.
• Há 15 000 anos: a humanidade aprendeu a plantarapropriando da energia solar.
• Marcando a civilização, pois não precisava migrar atodo momento em busca de alimento
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NA IDADE MÉDIA
• Começava o crescente controle das forças danatureza.
• Alguns povos já tinham o domínio do fogo, da
agricultura, da pecuária e da criação de animais detração.
• Aperfeiçoamento de alguns meios de utilizaçãodos recursos energéticos naturais.
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•
Crescimento da produtividade do trabalho e, comela, o comércio de excedente de produção.
• Inicio das grandes navegações
• Origem do capitalismo mercantil.
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• Neste momento o conhecimento científico edesenvolvimento econômico passam a caminhar
juntos.• No século XVIII a primeira Revolução Industrial
marca a criação da máquina a vaporimpulsionando a indústria.
• A modernidade, que então se inaugurou, prolonga-se até nossos dias, consolidando-se com novasformas de uso energético de recursos naturais
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• No século XX o petróleo e a eletricidade passam ater uso social mais difundido.
• O uso do petróleo substitui boa parte da queima
de madeira, do óleo de origem animal e vegetal ede outras formas de biomassa.
• A eletricidade possibilitou a substituição de: – Lampiões e lamparinas por lâmpadas elétricas na
iluminação pública, doméstica, comércio e indústria; – Máquinas a vapor por máquinas elétricas
– Transporte de tração animal por automóveis movidos acombustível fóssil
NA VIDA MODERNA
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• O uso de derivados do petróleo possibilitou odesenvolvimento de máquinas movidas pormotores a combustão.
PETRÓLEO E DERIVADOS
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A COMUNICAÇÃO
• As transformações de energia permitiram, nascomunicações pessoais ou ponto a ponto, umgrande avanço. –
O correio terrestre tornou mais ágil; – Facilidade da transmissão de dados via internet;
– Os telefones fixo e celulares;
– A comunicação em massa que era restrita aos jornais,
tornou-se mais ampla com o rádio e a televisão. – A comunicação por meio de cabos de fibra óptica e por
satélite possibilitou a combinação de comunicação demassa com interação ponto a ponto.
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ENERGIA NUCLEAR
• A energia nuclear surge associada à bombaatômica de fissão e fusão.
• Essa energia passa a ser utilizada na produção de
eletricidade.• Criação das usinas nucleares
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FONTES RENOVÁVEIS
• São fontes de energia inesgotáveis ou que podemser repostas a curto/médio prazoespontaneamente ou por intervenção humana.
•
São também chamadas de fontes de energiaecológica desempenhando um papel fundamentalno desenvolvimento sustentável.
• Características: – Não contribuem para o efeito estufa
– Têm menor impacto negativo que o causado por outrasde origem elétrica;
– Podem ser consideradas fontes limpas.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA HIDRÁULICA• É obtida a partir do curso de água
e pode ser aproveitada por meiode um desnível ou queda de água.
• A conversão em energia elétricaacontece quando a ação da águacausa uma rotação da turbinahidráulica, gerando eletricidade.
• A disponibilidade deste recursodepende da quantidade de águadisponível.
Funcionamento
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA EÓLICA• Provém do vento.
• Utilizada desde a antiguidade paranavegar ou para fazer funcionarmoinhos.
• O aerogerador obtém energiaconvertendo a energia cinética dovento em energia elétrica.
• A quantidade de energiatransferida depende da densidadedo ar, da área de varrimento dorotor e da velocidade do vento.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA SOLAR
• De certa forma qualquer tipo de energia éproveniente do sol direta ou indiretamente.
•
Entretanto, costuma-se chamar de Energia Solaràquela proveniente da obtida diretamente do Sol.
• Pode ser utilizada de forma ativa ou passiva – Ativa: transformação da energia solar através de painéis
fototérmicos ou fotovoltaicos em energia térmica ou elétrica; – Passiva: aproveitamento da energia solar para o
aquecimento de edifícios a partir de concepções eestratégias de construção.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA SOLAR Fototérmica
• Este tipo de energia está relacionado aoaquecimento de líquidos ou gases pela absorção
dos raios solares ocasionando seu aquecimento.• Geralmente empregada
para o aquecimento deágua para uso em
chuveiros ou piscinas, ougases para secagem degrãos.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA SOLAR Fotovoltaica
• Visa a conversão da energia solar em energiaelétrica através de células fotovoltaicas.
•
As células fotovoltaicas mais comuns são feitas deSILÍCIO.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA SOLAR
• Como funcionam?
A placa é colocada no telhado da casa. Ela capta a
luz e produz energia elétrica durante o dia. Umaparelho chamado inversor é que vai transformarcorrente contínua em alternada, ou seja, energiasolar em elétrica. “É um eletrodoméstico que em
vez de consumir energia vai produzi-la.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA SOLAR – Vantagens
• Consideradas energias“limpas”;
•
Fonte alternativa de energia,pois é de fácil obtenção nanatureza;
• Posterior economia nas
contas de energia;• Independência econômica.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA SOLAR – Desvantagens
• Auto custo de investimento.
• Grau de eficiência que ainda
é baixo se comparado aoutros meios.
• É necessário luz solar, ou seja, durante a noite, éutilizado a fonte de energia tradicional.
• Ter uma energia limpa hoje, dificulta odesenvolvimento de novas energias mais limpas.
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IDEIAS INOVADORAS QUE UTILIZAMENERGIA SOLAR
Bonsai Tecnológico Outdoor sustentável
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IDEIAS INOVADORAS QUE UTILIZAMENERGIA SOLAR
Planetsolar Strawberry Tree
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA GEOTÉRMICA
• Têm origem no interior daTerra aproveitando o que
emana das camadas interioresdo planeta para geraleletricidade.
• As manifestações conhecidas
desta forma de energia são asfontes termais e as fumarolas.
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA GEOTÉRMICA
Vantagens Desvantagens
Eficiência energética em locais
de elevado potencialgeotérmico
Escassez de locais com
potencial geotérmico
Baixa emissão de CO2
Rapidamente esgotos se
usados a uma taxa elevada
Impactos ambientaismoderados
Poluição sonora
Potenciadora do
desenvolvimento local
Elevados custos de instalação
e segurança
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FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA DAS MARÉS
• Obtida através domovimento de subida e
descida do nível da águado mar e pelas ondas.
• Funcionamentosemelhante às usinas
hidroelétricas• A sua construção implica estruturas grandes, que
atravessem um rio ou um estuário o que tornabastante complicado a sua implantação.
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FONTES RENOVÁVEIS
BIOMASSA
• Esta é uma designação genérica que engloba oaproveitamento energético da matéria orgânica. –
Esta matéria orgânica tem origem: – Na limpeza da florestas;
– Nos resíduos da agro-
pecuária;
– Na indústria.
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FONTES RENOVÁVEIS
BIOMASSA
• A energia é obtida através da combustão direta ouduma transformação química ou biológica.
•
Na combustão ocorre a produção de vapor d’água.• O vapor é conduzido até uma turbina produzindo
eletricidade.
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FONTES RENOVÁVEIS
BIOMASSA – O biocombustível gasoso
• Têm origem nos efluentes agro-pecuários,agroindustriais, urbanos e nos aterros sanitários.
• O biogás é resultado dadegradação biológica eanaeróbia da matériaorgânica.
• É constituído, em média, por60% de metano e 40% deCO2.
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FONTES RENOVÁVEIS
BIOMASSA – O biocombustível líquido
• O etanol é mais comum.
• Caracteriza-se por sem um
composto orgânico, incolor, volátil,inflamável, solúvel em água e comcheiro e sabor característico.
• É obtido a partir da fermentação de hidratos decarbono com origem em culturas como a cana deaçúcar ou por processos sintéticos.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
• São aquelas cujas reservas se encontram nanatureza em quantidade limitadas.
• A sua utilização desenfreada leva ao esgotamento
das reservas.• Isso porque o processo de formação é muito lento
comparado com o ritmo de consumo do serhumano.
• Os combustíveis de origem fóssil e nucleares sãoconsideradas não-renováveis.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
• Os combustíveis fosseis são também consideradasenergias “sujas” uma vez que sua utilização eexploração causam danos o meio ambiente e asociedade.
• Apesar da energia nuclear não emitir poluentespara a atmosfera pode causar danos ao meioambiente devido ao perigo de uma explosão nuclear,
de fugas radioativas, produção de resíduosradioativos e contaminação.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
CARVÃO• É uma rocha orgânica
constituída
maioritariamente decarbono obtido extraídasnas exploraçõesminerais.
• Foi o primeiro a ser utilizado em larga escala, emprocessos industriais e domésticos.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
CARVÃO• É , dos combustíveis
fosseis, o que se estimater a maior reserva.
• E é o que acarreta maisimpactos ambientais, emtermos de poluição e
alterações climáticas• Têm uma grande emissão de poluentes resultantes
da sua combustão, uma vez que a energia é obtidaatravés da queima.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
PETRÓLEO• É um óleo mineral, de
cor escura e
•
É utilizado na fabricaçãode combustívelutilizados no transporte.
• Forma-se durante milhões de anos a partir desedimentos de animais e plantas, encontrando-seem jazidas subterrâneas.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
PETRÓLEO• Estima-se que, com o atual
ritmo de consumo, as reservasplanetárias se esgotem em 40anos.
• É nocivo ao ambiente em todasas fases do seu consumo.
• Desde o momento da extração, em que hápossibilidade de derrame, até o momento decombustão, onde acontece a emissão de gasesnocivos para a atmosfera.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
PETRÓLEO – Pré-sal• Reserva de petróleo em regiões oceânicas profundas,
localizada a cerca de 7 km abaixo do nível do mar.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
PETRÓLEO – Pré-sal• Estima-se que tal reserva
contenha cerca de 5 bilhões debarris de óleo.
• E supõe-se que outro 500bilhões possam serdescobertos no mundo.
• Há grande quantidade depetróleo localizada na camadado pré-sal na bacia de Santos
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
PETRÓLEO• Extrair a energia do petróleo exige uma tecnologia
muito elaborada, desde a prospecção até o refinoe a distribuição de derivados.
• Ainda não se encontrou maneira de comprovar aexistência de petróleo a partir da superfície.
• Necessidade de perfuração de poços, baseados em
estudos geológico e geofísicos do terreno.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
Gás natural• Têm origem semelhante à do
petróleo.
• A única diferença é que este podeser diretamente utilizado, semnecessidade de refinação.
• É utilizado como combustível, tantona indústria, como em nossas casas.
• A previsão é que suas reservas seesgotem em 60 anos.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
Urânio
• São na verdade átomos deelementos radiativos, cujos
núcleos são instáveis e, por isso,irradiam energia.
• No minério de urânio encontradona natureza, uma pequena fraçãodos átomos são instáveis.
• Apesar da denominação “combustível”, nãoproduzem energia pela combustão.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
Urânio• Constitui a base do combustível nuclear, através da
fissão nuclear.
• Tem poder calórico superior a qualquer outrafonte fóssil.
• Países, como Japão e a França, são fortementedependentes desses recurso para geração deeletricidade, em usinas termelétricas movidas aenergia nuclear.
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FONTES NÃO-RENOVÁVEIS
Urânio• Historicamente, o uso da energia nuclear esteve
associado a questões militares.
• As bombas atômicas e de hidrogênio dependem detecnologia similar.
• O uso de bombas e os riscos específicos dapoluição radiativa têm produzidos debates emtorno do uso de tais recursos.
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REFERÊNCIAS
Coleção quanta física. 1° ed. São Paulo: Editora PD,2010.