50827937-UtilidadesProcessos1ano[1]

8/6/2019 50827937-UtilidadesProcessos1ano[1]

1/127

1/127

UTILIDADES DE PROCESSOSEng Nivaldo Bernardo Ferreira


2/127

2/127

captulo 1: PROCESSOS INDUSTRIAIS


3/127

3/127

1. Conceitos Bsicos

1.1. Definio de Processo

o conjunto de equipamentos, escolhidos pelas suas funes especficas einterligados de modo a possibilitar a transformao de uma matria-prima em um

produto de interesse, de forma econmica, segura e em escala comercial.Os processos qumicos podem ser constitudos por uma seqncia de etapas muitodiferentes, que tm princpios fundamentais independentes da substncia que estsendo operada e de outras caractersticas do sistema. No projeto de um processo,cada etapa a ser usada pode ser investigada individualmente. Algumas etapas soreaes qumicas, enquanto outras so modificaes qumicas. O conceito deoperao unitria est baseado na filosofia de que uma seqncia amplamente varivelde etapas pode ser reduzida a operaes simples, ou a reaes, que so idnticasindependentemente do material que est sendo processado.

1.2. Reao Qumica

Transformao de uma ou mais substncias, denominadas reagentes, em outrassubstncias, denominadas produtos.

1.3. Definio de Operaes Unitrias

Qualquer processo qumico, qualquer que seja a sua escala, pode ser decompostonuma srie coordenada do que se pode denominar aes unitrias, como moagem,mistura, aquecimento, absoro condensao, lixiviao, precipitao, cristalizao,filtrao, dissoluo, eletrlise, entre outras. O nmero destas operaes unitriasbsicas no muito grande, apesar de que nos ltimos anos h uma tendnciaconstante de introduo de novas tcnicas de processamento.

1.3.1. Operaes Mecnicas

Operaes com Slidos: Fragmentao, Transporte, Peneiramento, Mistura,ArmazenamentoOperaes com Fluidos: Escoamento de fluidos, Bombeamento de lquidos,movimentao e Compresso de Gases, Mistura e Agitao de LquidosOperaes com Slidos e Fluidos: Fluidizao de Slidos e Separaesmecnicas (slido-slido, lquido-slido, slido-gs, lquido-gs, lquido-lquido)

1.3.2. Transferncia de Calor

Transferncia de Calor por ConduoAquecimento e Resfriamento de FludosCondensaoEbulioEvaporao


4/127

4/127

Transferncia de Calor por Radiao

1.3.3. Transferncia de Massa

DestilaoAbsoro e Stripping de Gases

AdsoroExtrao Lquido-LquidoLixiviaoSecagem e Umidificao de GasesSecagem de slidosCristalizaoTroca Inica

1.4. Conceito de Balano de Massa

O Balano de Massa (BM) uma restrio imposta pela natureza. A lei da conservao

de massa nos diz que a massa no pode nem ser criada, nem destruda. Logo, nohavendo acmulo de massa no interior de um equipamento, tem-se ao longo de umdeterminado intervalo de tempo que: massa total na entrada = massa total na sada.Fazendo o intervalo de tempo tender a zero, ao invs de quantidades de massa,passamos a falar em termos de vazes: vazo mssica total que entra = vazomssica total que sai

2. Classificaes dos Sistemas

2.1. Quanto ao Regime de Operao

Um sistema pode ser operado da seguinte maneira:

Operao em Batelada: a massa no cruza as fronteiras do processo durante otempo da batelada. O sistema alimentado e os produtos so retirados de umas vez, no incio e ao final do tempo de processo, respectivamente. Assim, oprocesso ao longo da batelada se comporta como um sistema fechado.Normalmente, esta estratgia de operao usada para produzir pequenasquantidades de especialidades qumicas, produtos sazonais ou feitos porencomenda.Operao Contnua: h continuamente a passagem de massa atravs dasfronteiras do processo atravs das correntes de entrada e de sada. Desta forma

o processo se comporta como um sistema aberto. Esta operao caractersticade grandes volumes de produo, como ocorre, por exemplo, no refino dopetrleo.Operao Semi-batelada ou Semi-contnua: qualquer processo que no operado em batelada ou em regime contnuo. Um exemplo deste tipo deprocesso aquele em que uma massa de lquido alimentada em um reator e


5/127

5/127

gs borbulhado durante um certo tempo atravs do lquido. Ao final, apassagem de gs interrompida e o lquido retirado do reator.

2.2. Quanto ao Comportamento ao Longo do Tempo

A operao de um processo tambm pode ser classificada conforme o comportamento

das variveis ao longo do tempo:Operao em Regime Estacionrio: os valores das variveis de processo -temperatura, vazes, concentraes, por exemplo no variam com o tempoem qualquer posio fixa.Operao em Regime Transiente: os valores das variveis variam com o tempoem alguma posio fixa do processo. Os processos em batelada tm umanatureza tipicamente transiente, enquanto os processos contnuos operamnormalmente em regime estacionrio.

3. Fluxos Especiais em um Processo

Existem algumas correntes de processo que tm um objetivo especfico e aparecemem uma grande quantidade de fluxogramas. Estas correntes so apresentadas aseguir, bem como uma discusso inicial de suas finalidades.

3.1. Reciclo

A corrente de reciclo uma corrente que retorna parte ou a totalidade da massa de umponto avanado do processo para um outro em uma posio pela qual esta massa jtenha passado. Uma representao esquemtica de uma corrente de reciclo apresentada na figura abaixo. Note que a corrente de reciclo nasce em um ponto de

diviso que no necessariamente um divisor de corrente. Muitas vezes a sua origem em um equipamento de separao, o que trs como conseqncia que a suacomposio diferente da composio das outras correntes que saem de talequipamento.As correntes de reciclo servem para a recuperao de reagente no consumido naetapa de reao, para a recuperao de catalisador que seja arrastado para fora doreator, assim como podem auxiliar no controle de processos atravs da diluio dacorrente que alimentado no reator, situao importante em reaes altamenteexotrmicas. Nesses casos, o reciclo parcial. H ainda sistemas onde um fluido operaem circuito fechado, por exemplo em ciclos de refrigerao e o circuito de gua deresfriamento em plantas de processo. Nesses sistemas a totalidade da corrente recirculada.


6/127

6/127

3.2. By-pass

As correntes de by-pass podem ser entendidas como correntes de reciclo com osentido do escoamento invertido. Assim, o fluido que passa por uma corrente debypass no atravessa o(s) equipamento(s) posicionado(s) na direo principal doprocesso entre o incio do by-pass e o seu retorno para a corrente principal (vide figuraabaixo). As correntes de by-pass, via de regra, so originadas em um divisor decorrentes e terminam em um misturador.A corrente de bypass tem a sua utilizao ligada principalmente ao controleoperacional da planta, ou especificamente, de equipamentos. Assim, comum ocorrer

o by-pass de um equipamento, com a vazo que passa por esta corrente sendomanipulada para manter as condies de sada desejadas.

3.3. Purga

A corrente de purga uma corrente que retirada de uma outra e descartada. Seuobjetivo promover o descarte de substncias que, sem a purga, iriam se acumular,principalmente em circuitos de reciclo.Imagine que haja a formao de um produto secundrio na reao e que o processo deseparao no seja capaz de separ-lo da matria prima no reagida que reciclada.Desde modo, a corrente de reciclo conter toda a quantidade deste produtosecundrio. Assim, a corrente de purga retirada do reciclo o nico ponto de descartedeste produto secundrio. Caso isto no fosse feito, haveria um acmulo deste produtosecundrio, pois ele continuamente formado na reao.


7/127

7/127

3.4. Make-up

A corrente de make-up a corrente que repe perdas em um circuito fechado. Seja,por exemplo, o circuito de gua de resfriamento em uma planta de processos. Estecircuito disponibiliza gua, a temperatura ambiente, para retirar energia de qualquerponto do processo. Ele formado, principalmente, por uma bomba, que joga a guafria para o processo, e por uma coluna de resfriamento, que recebe a gua aquecida

que sai do processo e torna a resfri-la at a temperatura ambiente, disponibilizando-apara ser novamente bombeada, fechando assim o circuito. Neste circuito, vazamentose evaporao na torre de resfriamento so as principais causas da diminuio da guaque circula. Para manter a quantidade constante, h a necessidade de repor esta guaperdida, o que feito atravs de uma corrente de make-up.

4. Controle de Processo: Instrumentao e Automao

4.1. Definies4.1.1. Medio

Ato de medir.


8/127

8/127

4.1.2. Medida

Resultado da medio.

4.1.2.1. Instrumento de medida

o dispositivo pelo qual pode-se avaliar (medir) uma quantidade fsica, atribuindo-lheum valor numrico ou uma qualificao. Por exemplo : a quantidade a ser medida podeser uma temperatura, massa, presso, velocidade, nvel, etc. O valor numrico podeser 34 C, ou 45 kg, ou 3,5 kgf/cm2, ou 122 km/h, etc. Uma qualificao da medidapode ser um aviso (luz de alerta) de presso acima do permitido, ou um sinal (sonoro)de temperatura muito elevada, etc.

4.1.2.2. Sistema de medida

so vrios instrumentos de medida usados em conjunto. Por exemplo, o medidor denvel de combustvel de um automvel composto de uma bia, uma resistnciaeltrica, condutores eltricos, e um mostrador (ampermetro ou voltmetro). Todo esseconjunto usado para mostrar no painel do carro o nvel de combustvel do tanque.

4.2. Utilizao dos Instrumentos de Medida

4.2.1. Monitorao de Processos e Operaes

Certas aplicaes de instrumentos de medida podem ser caracterizadas por teremessencialmente a funo de monitorar. Como exemplo os termmetros, barmetros eanemmetros usados em uma estao meteorolgica, simplesmente indicam ascondies do tempo, sem qualquer funo de controle. Da mesma forma, os medidoresdomsticos de consumo de gua, eletricidade, gs, apenas indicam o consumo,control-los.

4.2.2. Controle de Processos e Operaes

Outra aplicao de extrema importncia para os instrumentos de medida utiliz-loscomo componentes num sistema automtico de controle. claro que, para controlaruma varivel necessrio, inicialmente medi-la. Por isso todos os sistemas com"feedback" tm como elemento principal um instrumento de medida.Um exemplo bastante comum o controle de temperatura do refrigerador domstico.Um termmetro l, continuamente, a temperatura interna do refrigerador. Quando elaaumenta e atinge um valor especificado, o termmetro aciona um contato eltrico queliga o motor de refrigerao. A temperatura diminui at atingir um valor mnimo, quandoo o termmetro desliga o motor. Desta forma, a temperatura do refrigerador permanececontinuamente entre dois valores de temperaturas pr-estabelecidos. Percebe-seclaramente a funo do termmetro como controlador do processo.


9/127

9/127

4.2.2.1. Controle por realimentao (feed-back):

O controle feito com base na comparao entre o resultado obtido e o desejado.

4.2.2.2. Controle feed-forward(chamado s vezes de preditivo):O controle feito com base nos dados de entrada. Para sua aplicao, o controladordeve entender as relaes de causa e efeito relativos ao comportamento do processo.

4.3. Abrangncia da automao

4.3.1. Funes da automao

A automao pode ter as seguintes funes em um processo:

Controle: controle de variveis de processo (temperatura, vazo, pH, presso,etc), balanceamento de passes, controle de razo, etc.Segurana: vlvulas de segurana, discos de ruptura, intertravamentos,diagrama de causa e efeito e lgicos, etc.


10/127

10/127

4.3.2. Nveis de automao

No incio da revoluo industrial, o objetivo da automao se restringia a controlar (nosentido de manter constante) uma varivel especfica. Atualmente, o objetivo aotimizao do processo para maximizao dos resultados, utilizando-se de ferramentasavanados de previso e desenvolvimento de modelos.

4.4. Motivao para controle de processo

As principais causas que levam a um controle de processo mais eficaz so osseguintes:

Segurana operacional e pessoalAdaptao a perturbaes externasEstabilidade operacionalEspecificao do produtoReduo do impacto ambiental

Adaptao s restries inerentes operao do sistemaOtimizaoResultado econmico do processo

Desta forma, um sistema de controle justificvel economicamente, quando permiteoperar prximo aos limites impostos pela segurana, pelo meio-ambiente e peloprocesso (temperatura mxima, pureza mnima), alterando as condies de operaoanteriores (linha tracejada) para uma condio mais favorvel (linha contnua).Os ganhos associados a uma menor variabilidade se tornam ainda maiores emprocessos onde existem transies entre produtos com diferentes graus ouespecificaes, como ocorre freqentemente no refino do petrleo e em unidades de

polimerizao. Inevitavelmente, durante a transio, haver um perodo em que sergerado um produto fora de especificao, que ser reciclado (maior gasto de energia)ou vendido (a preos mais baixos). A seleo de uma boa estratgia de controlepermite reduzir o tempo de produo fora da especificao, e conseqentementemelhora o resultado econmico do processo.

4.5. Equipamentos convencionais de controle

4.5.1. Sensores e transmissores

Os elementos primrios de medio tm por funo medir alguma propriedade do

sistema e convert-la em um sinal que possa ser utilizado para controle. Em algunscasos, o elemento sensor gera um tipo de sinal que no diretamente compatvel como sistema de controle. Neste caso, utiliza-se um transmissor para gerar um sinalcompatvel a partir do sinal recebido do sensor. Em muitos casos, o prprio transmissor tambm o elemento sensor.Tipicamente, o sensor e o transmissor esto localizados perto do processo, e por issoso denominados "elementos de campo".


11/127

11/127

Existem diversas padronizaes para o envio de sinais a um sistema de controle. Opadro pneumtico (presses de ar de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 ou de 3 a 15 psi), usual halguns anos, est praticamente em desuso. O padro eletrnico consiste em sinais decorrente de 4 a 20 mA. Cada vez mais se impe a comunicao digital entre oselementos de campo e o sistema de controle. Recentemente foi padronizado, depois deanos de teste, o protocolo fieldbus de comunicao digital, em que os elementos de

campo trocam informaes entre si.4.5.1.1. Medio de Presso

H sculos que se conhecem mtodos mecnicos de medio de presso. Osmanmetros de tubo em U, foram os primeiros medidores de presso. Originalmente,estes tubos eram feitos de vidro e as escalas eram adicionadas conforme fossenecessrio. Mas os manmetros so largos, tornando-se incmodos, e no esto bemajustados para integrao nas cadeias automticas de controlo. No entanto, osmanmetros encontram-se usualmente no laboratrio, ou so usados como indicadoreslocais. Dependendo da presso de referncia usada, podem indicar pressesabsolutas, atmosfricas e diferenciais.Os medidores de presso podem ser classificados de acordo com os seus princpios defuncionamento:

Por equilbrio com uma coluna de liqudo de densidade conhecidao Manmetros de tubo em Uo Manmetros de tipo reservatrioo Manmetros de ramo inclinadoo Manmetro diferencialo Manmetro com flutuador

Por equilbrio de uma fora produzida sobre uma rea conhecida com uma fora

mensurvelo Anel basculanteo Campnulao mbolo

Por equilbrio de uma fora produzida sobre uma rea conhecida com a tensoactuante num meio elstico

o Bourdono Diafragmao Cpsulao Fole

4.5.1.2. Medio de Temperatura

O parmetro temperatura um dos mais medidos em um processo industrial. Por serum parmetro cujo resultado conseqncia de outros, a sua medio bastantecrtica.Os principais elementos primrios de medio so:


12/127

12/127

Termmetros comuns:o Expanso de fludo (de mercrio ou outros lquidos como lcool)o Bimetlicos

Termistores: so resistores sensveis temperatura. Os elementos resistivosso xidos de metais como mangans, nquel, cobalto, cobre, ferro, titnio.Sensores de SemiCondutor: sabido que os parmetros eltricos dos

semicondutores variam com a temperatura. E eles podem ser usados comosensores trmicos.RTDs (Termoresistncia): RTD abreviao inglesa de "ResistanceTemperature Detector". A base do funcionamento o conhecido fenmeno davariao da resistncia eltrica dos metais com a temperatura. Os metais maisusados so platina, nquel, cobre, ferro, molibdnio e/ou ligas dos mesmos.

o Cobre.o Molibdnioo Nquelo Nquel-Ferroo Platina

Termopares: Os sensores anteriores operam basicamente pela variao daresistncia eltrica com a temperatura. Isso significa que uma corrente eltricadeve ser fornecida ao elemento sensor

4.5.1.3. Medio de Nvel

O parmetro nvel fundamental para estabilizar a operao de um processo. possvel medir o nvel atravs de:

Medidores de contato:o Bia e fita

o Corpo ImersoMedidores de presso diferencial:o D/P Cello Caixa de Diafragma

Medidores sonares ou por Raios

5. Engenharia de Processo

A rea da Engenharia Qumica que se preocupa com a viso sistemtica dosProcessos Qumicos, a chamada Engenharia de Processos. Esta pode ser definidada seguinte forma: Conjunto de atividades que incluem a concepo, o

dimensionamento e a avaliao de desempenho do processo para obter um produtodesejado. Definido o produto desejado, informaes quanto as possveis matrias-primas, o seu preo no mercado, a sua demanda e a qualidade requerida pelo mercadodevem ser conhecidas de modo que sejam iniciadas as atividades da Engenharia deProcessos.Estas atividades so normalmente realizadas em equipes multidisciplinares e podemser divididas em trs nveis: nvel tecnolgico (NT), nvel estrutural (NE) e nvel de


13/127

13/127

processos (NP). Os dois primeiros nveis so tratados durante o ESTUDO BSICO doprojeto, e o ltimo desenvolvido nas etapas de ENGENHARIA BSICA deste mesmoprojeto.

NT - Nvel Tecnolgico: definio da rota qumica a ser utilizada. Com estadefinio fica decidido o tipo de matria-prima a utilizada, bem como a natureza

da reao qumica, quando presente, ou do processo fsico preponderante.NE - Nvel Estrutural definio da estrutura do processo, ou seja, escolha dosprincipais equipamentos a serem utilizados bem como especificao da formade interlig-los.NP Nvel de Processo neste nvel, conhecida a estrutura do processo, deve-sedefinir os valores dos principais parmetros operacionais, de modo que asoperaes ocorram de forma segura e maximizando o lucro.

medida que a concepo do processo evolui e que o equipamento passa a serprojetado, o trabalho de engenharia evolui da rea do processamento qumico para asespecialidades da mecnica, eltrica e civil. Os equipamentos so especificados de

forma completa e passam a integrar um projeto capaz de ser montado, testado eoperado. Esta fase denominada de FASE DE DETALHAMENTO.Encerrada esta fase, os equipamentos sero montados e testados. Aps o startupda planta, inicia-se a FASE DE OPERAO do sistema. O avano no estudo edesenvolvimento do processo veio a demonstrar que para aplicao correta daENGENHARIA DE PROCESSO, alm da necessidade da fundamentao cientficapara a transformao da matria, atravs dos princpios da Fsica, Qumica,Matemtica e Computao tambm indispensvel o estudo em termos deAdministrao, Sociologia, Economia, visando conhecer a influncia social eeconmica das aplicaes tecnolgicas. Outra avaliao indispensvel a questo dalegislao aplicvel, especialmente, nas questes ligadas Segurana do Trabalho e

ao Controle de Poluio.6. Materiais de Construo

A Cincia dos Materiais teve um desenvolvimento histrico bastante acentuado nasrecentes dcadas, mas seu incio ocorreu quando o homem preparou qualquerferramenta ou utenslio usado para atender suas necessidades de sobrevivncianatural.

Materiais naturais: so materiais que apresentam-se prontos ou quase prontospara uso na natureza. Exemplos: madeira, couro, ossos, pedras, etc.;

Materiais desenvolvidos empiricamente: materiais desenvolvidos a partir daobservao e reproduo de ocorrncias naturais. Exemplos: ligas de ferro,bronze, cermicas, vidro, papel e concreto;Materiais desenvolvidos pelo conhecimento: materiais cuja descoberta foiorientada por consideraes tcnicas. Exemplos: ligas mais antigas de alumnio,de titnio de magnsio, metal duro, aos inoxidveis, termoplsticos,termorgidos, elastmeros e fases de ligas de ferro.


14/127

14/127

Materiais projetados: so materiais quase que exclusivamente preparados apartir de conhecimentos cientficos e cujas propriedades podem serquantitativamente previstas. Exemplos: semicondutores, materiais para reatoresnucleares, aos de ultra-alta resistncia mecnica, materiais compsitosreforados com fibras, ligas com memria de forma e vidros metlicos.

6.1. Seleo de materiaisVisando selecionar um material destinado para certa aplicao necessrio elaboraruma especificao, que determine qual o material mais adequado para a construo doequipamento, considerando-se fatores tcnicos e econmicos.

Fatores tcnicos:o quanto s propriedades mecnicas: o material deve resistir aos esforos

solicitados, o que tambm determina a espessura adequada.o quanto s propriedades trmicas: maior ou menor capacidade que o

material tem de transmitir o calor, estabilidade elevadas temperaturas e

tenses mecnicas originadas com dilataes trmicas.o quanto s propriedades qumicas: resistncia corroso do material,considerando o fluido de contato e tempo til de vida dentro da vidaprevista para toda unidade.

o quanto ao servio de uso: condies de escoamento do fluido de contatosobre o material.

o quanto segurana: quando o risco do equipamento ou do local onde seencontra for alto, usa-se materiais mais nobres de forma a evitar aocorrncia de problemas de vazamentos ou paradas.

o quanto s experincias anteriores e novas tecnologias: refernciasanteriores, tanto em literatura, como tambm atravs da similaridade no

emprego de materiais em outras aplicaes.Fatores econmicos

o quanto ao preo: fator decisivo na escolha e tem implicao direta nocusto de fabricao e tempo de vida.

o quanto disponibilidade: facilidade de obteno, necessidade deimportao, prazo de entrega, quantidades mnimas de compra e outrosfatores de fornecimento.

o quanto qualidade do fornecimento: as caractersticas de um mesmomaterial podem variar entre vrios fornecedores.

o quanto a urgncia: quando a parada de certo equipamento,principalmente os pequenos como vlvulas, filtros, etc., implica em parartoda uma grande unidade, esses devem ser fabricados com materiaismais nobres.


15/127

15/127

6.2. Classificao dos principais materiais

materiais para vasos de presso etrocadores de calor metais ferrosos

aos-carbono;aos-liga;aos inoxidveis.

metais no-ferrosos

alumnios e ligas;cobre e ligas;nquel e ligas;titnio, zircnio e ligas.

materiais para caldeirase fornos

metais ferrososaos-carbono;aos-liga;aos inoxidveis


16/127

16/127

materiais para tanquesde armazenamento eoutros reservatriossem presso.

metais ferrososaos-carbono;aos-liga;aos inoxidveis.

metais no-ferrosos

alumnios e ligas;cobre e ligas;

nquel e ligas;titnio, zircnio e ligas.

materiais no-metlicosconcreto armado;materiais plsticos comfibras.

materiais paratubulaes, vlvulas eacessrios de tubulao

metais ferrososaos-carbono;aos-liga;aos inoxidveis;ferros fundidos.

metais no-ferrosos

alumnios e ligas;cobre e ligas;nquel e ligas;chumbo e ligas;titnio, zircnio e ligas.

materiais no-metlicos

concreto armado;materiais plsticos com

fibras;vidro.

No passado os materiais metlicos eram de muito maior importncia, entretanto, com oadvento de tecnologias para produo preos razoveis de materiais cermicos(materiais inorgnicos) e de materiais polimricos (materiais orgnicos), esses ltimosesto assumindo maiores aplicaes. Exemplo: a larga aplicao de materiaispolimricos nos veculos automotivos.

6.3. Principais materiais utilizados

6.3.1. Metais FerrososAo Carbono

o O ao carbono o que apresenta menor relao custo/resistnciamecnica, alm de ser um material fcil de soldar e de se conformar. E,por estes motivos, o material mais largamente utilizado na indstria. Emuma refinaria de petrleo, por exemplo, mais de 90% de todas as


17/127

17/127

tubulaes so feitas em ao-carbono. Emprega-se o ao carbono paragua doce, vapor de baixa presso, condensados, ar comprimido, leos,gases e muitos outros fluidos corrosivos, em temperaturas desde 45C,e a qualquer presso.

o Devido ao fato de que o ao carbono bastante susceptvel s condiesambientais umidade, temperatura e qualidade do ar, muitas vezes os

materiais so fornecidos com uma pelcula de proteo de zinco, sendoconhecido por galvanizado.o So fatores limitantes ao uso:

Temperatura de operao inferior a 450C uso com lcalis, desde que a temperatura de operao no supere

a 40C O material no recomendado para uso com cidos ou para

aplicaes que exijam o contato direto com o solo.

Aos-Liga ou Inoxidveiso Denomina-se ao-liga a todos os aos que possuem qualquer quantidade

de outros elementos, alm dos que entram na composio dos aos-carbono. Dependendo da quantidade total de elementos de liga,distinguem-se os aos de baixa liga - com at 5% de elementos de liga,aos de liga intermediria contendo entre 5 e 10%, e os aos de altaliga com mais de 10%.

o Os aos inoxidveis sos os que contm pelo menos 12% de cromo, oque lhes confere a propriedade de no se enferrujarem mesmo emexposio prolongada a uma atmosfera normal.

o Em geral, estes materiais somente so utilizados em condies especiaisdevido aocusto. Os principais casos em que se justifica o emprego destesaos so:

Altas ou baixas temperaturas: fora da faixa adotada pelos aoscarbono.

Alta corroso; salvo em condies especiais, como por exemplo agua salgada.

Exigncia de no contaminao do fluido Segurana de instalaes.

Ferro Fundidoo O ferro fundido utilizado para gua, gs, gua salgada e esgoto, em

servios de baixa presso, temperatura ambiente, e onde no ocorramgrandes esforos mecnicos. Esses tubos tm boa resistncia corroso,principalmente ao solo, e grande durao.Em geral, um material cuja utilizao vem sendo reduzido pelaexcessiva fragilidade, pela dificuldade de manuteno e pelo tipo defabricao.


18/127

18/127

6.3.2. Metais No ferrosos

Fazendo-se uma comparao geral entre os metais no-ferrosos e o ao carbono,podemos dizer que os metais no-ferrosos tm bem melhor resistncia corroso. Emoutros fatores, especialmente quanto ao custo, levam desvantagem. Devido a estefator, muitas vezes tem sido substitudo por materiais plsticos em condies de alta

corroso.Cobre e suas Ligas

o O cobre comercializado puro ou em ligas de cobre-niquel e lates.Possui excelente resistncia ao ataque da atmosfera, da gua (inclusive asalgada), lcalis, cidos diludos, muitos compostos orgnicos e outrosprodutos corrosivos. especialmente susceptvel corroso quando emcontato com amnia, aminas e compostos nitrados. So muito utilizadosem sistemas de refrigerao, sendo proibido o seu uso em processos queenvolvam produtos alimentares ou farmacuticos.

Alumnio e suas ligaso O alumnio uma material muito leve, com alto coeficiente de transmissode calor e muito boa resistncia ao contato com a atmosfera, a gua ecompostos orgnicos. Possui resistncia mecnica baixa. So maisutilizados em sistemas de refrigerao.

Chumboo O chumbo um material de baixa resistncia mecnica, porm com

excelente resistncia qumica. Resiste bem atmosfera, ao solo, sguas (inclusive salgadas ou cidas), lcalis, halgenos e outros meioscorrosivos. muito utilizado para equipamentos que operem com cido

sulfrico.Nquel e suas ligas

o So materiais de excelente resistncia mecnica e qumica. O mais usualdestes materiais o monel (67% Ni, 30% Cu), que empregado paratubulaes de gua salgada, cido sulfrico diludo, cido clordricodiludo, cido fluordrico, lcalis aquecidos e outros servios corrosivos oucom exigncia de no contaminao.

Titnio, Zircnio e suas ligaso Metais de propriedades extraordinrias quanto a resistncia qumica,

mecnica e trmica, sendo muito mais leves que os aos. Sua principaldesvantagem o preo.

6.3.3. Materiais no metlicos

Materiais Plsticos


19/127

19/127

o Os materiais plsticos so atualmente o grupo mais importante dosmateriais no metlicos utilizados na indstria, especialmente pelo custodos materiais metlicos. Destaca-se dentre as vantagens do uso destesmateriais: baixo peso, alta resistncia a corroso e facilidade defabricao e manuseio. So desvantagens: baixa resistncia ao calor,baixa resistncia mecnica, pouca estabilidade dimensional e risco maior

de propagao de incndio.Destacam-se duas classes especficas: os termoplsticos e ostermoestveis, cuja diferenciao bsica que o primeiro pode serfacilmente conformado sob calor. So exemplos de termoplsticos, opolietileno e o PVC, e de termoestveis, os epxis e os polisteres. Ostermoestveis so normalmente utilizados com fibra de vidro paraaumentar a resistncia mecnica do equipamento fornecido.De um modo geral, os plsticos se comportam bem perante aos cidosinorgnicos diludos, lcalis e halgenos. Resistem bem tambm guasalgada e a outros produtos qumicos, com exceo dos orgnicos. Paraalguns solventes, o ataque muito rpido e o material rapidamenteconsumido.Em geral, so utilizados em aplicaes em temperatura ambiente, combaixos esforos mecnicos e para produtos altamente corrosivos. Solargamente utilizados em plantas de tratamento de gua ou de efluentesindustriais.

Cimento ou Concretoo So materiais utilizados especialmente para o tratamento de gua e

efluentes. No possuem resistncia qumica, especialmente a soluescidas e a lcalis fortes. Sua resistncia mecnica baixa. A grandevantagem destes materiais a baixa manuteno, quando bem aplicado.

Vidroo material utilizado em condies bastante especiais, em processos que

os produtos sejam muito corrosivos. utilizado como revestimento demetais nestas condies, melhorando a resistncia mecnica dosequipamentos.

Elastmeroso So materiais naturais ou sintticos, cujas resistncias mecnica, trmica

e qumica variam entre os diversos tipos de materiais comercializados.So empregados especialmente para tubulaes flexveis, possuindocaractersticas similares ao plstico. Os materiais sintticos maislargamente utilizados so o neoprene e o SBR (estireno butadieno).


20/127

20/127

TRABALHO LIVRE

Com base no que foi apresentado na aula de Introduo a Processos prepare otrabalho a seguir.

Voc pretende montar uma empresa para produo de suco de _________________1) Apresente:

O nome desta empresa.O lay-out com a localizao geogrfica da sua empresa em relao aomunicipio onde ela ser estabelecida apontando os recursos naturais quesero utilizados bem como as vias de acesso, empresas vizinhas ecomunidade de entorno.

2) Determine:Os benefcios socio-econmicos que a sua empresa apresentar para o seu

municpio, estado e pais.O relacionamento com a sociedade de seu municipio e a interao com apopulao vizinha sua empresa apresentando os projetos sociaisimplantados em prol desta comunidade.O comprometimento com o meio ambiente (ar, gua e solo) da sua regio.O tipo de tecnologia que ser utilizado pela sua empresa e os projetosprevistos para a adequao destas tecnologias visando a utilizao deenergias renovveis e economia no consumo dos recursos finitos.A proposta de reaproveitamento dos resduos gerados nas reasadministrativas e operacionais desta empresa.

3) Informe:O nome do produto final.O tipo de pblico que se pretende atingir e o tipo de abordagem que serutilizado para promover a venda do produto.


21/127

21/127

captulo 2: Energia


22/127

22/127

ENERGIA:

Em geral, o conceito e uso da palavra energia se refere "ao potencial para executartrabalho ou realizar uma ao".A palavra usada em vrios contextos diferentes. O uso cientfico tem um significadobem definido e preciso enquanto muitos outros no so to especficos.

O termo energia tambm pode designar as reaes de uma determinada condio detrabalho, por exemplo o calor, trabalho mecnico (movimento) ou luz. Estes que podemser realizados por uma fonte inanimada (por exemplo motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lmpada, vento) ou por um organismo vivo (por exemplo os msculos, energiabiolgica).A etimologia da palavra tem origem no idioma grego, onde (erfos) significa"trabalho".Qualquer coisa que esteja trabalhando - por exemplo, movendo outro objeto,aquecendo-o, atravessando ou sendo atravessado por uma corrente eltrica - estgastando" energia (uma vez que ocorre uma "transferncia", pois nenhuma energia perdida, e sim transformada ou transferida a outro corpo). Portanto, qualquer coisa queesteja pronta para trabalhar possui energia e enquanto o trabalho realizado, ocorreuma transferncia de energia.O conceito de Energia um dos conceitos essenciais da Fsica. Nascido no sculo XIX,pode ser encontrado em todas as disciplinas da Fsica (mecnica, termodinmica,eletromagnetismo, mecnica quntica, etc.) assim como em outras disciplinas,particularmente na Qumica.

FORMAS DE PRODUO DE ENERGIA

Apesar de no se restringir a isso, a energia pode ser entendida como a capacidade derealizar trabalho. As sociedades humanas dependem cada vez mais de um elevadoconsumo energtico para sua subsistncia. Para isso, foram sendo desenvolvidos, aolongo da histria, diversos processos de transformao, transporte e armazenamentode energia. Na realidade, s existem duas modalidades de energia: a potencial e acintica. Mas elas se apresentam de vrias formas: hidrulica, nuclear, elica, solarentre outras.

1. Energia hidreltrica

A energia hidreltrica a energia que vem do movimento das guas, usando opotencial hidrulico de um rio de nveis naturais, queda d'gua ou artificiais. Essaenergia a segunda maior fonte de eletricidade do mundo. Frequentementeconstroem-se represas que reprimem o curso da gua, fazendo com que ela se[acumule] em um reservatrio denominado barragem. Toda a energia elrica geradadessa maneira levada por cabos, dos terminais do gerador at o transformadorelevado. A energia hidreltrica apresenta certos problemas, como consequnciassocioambientais de alagamentos de grandes reas.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Conceitohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Palavrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_cient%C3%ADficohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalhohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Movimentohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeirahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Refrigeradorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alto-falantehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alto-falantehttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%A2mpadahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_E%C3%B3licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_biol%C3%B3gicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_biol%C3%B3gicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Etimologiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADngua_gregahttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADngua_gregahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9ctricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9culo_XIXhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A2micahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_qu%C3%A2nticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_hidr%C3%A1ulicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_e%C3%B3licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solarhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Barragemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Barragemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solarhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_e%C3%B3licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_hidr%C3%A1ulicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_qu%C3%A2nticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A2micahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9culo_XIXhttp://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9ctricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADngua_gregahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Etimologiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_biol%C3%B3gicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_biol%C3%B3gicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_E%C3%B3licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%A2mpadahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alto-falantehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alto-falantehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Refrigeradorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeirahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Movimentohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalhohttp://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_cient%C3%ADficohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Palavrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Conceito


23/127

23/127

1.1. Energia hidreltrica no Brasil

Devido sua enorme quantidade de rios, a maior parte da energia eltrica disponvel proveniente de grandes usinas hidreltricas. A energia primria de uma hidreltrica aenergia potencial gravitacional da gua contida numa represa elevada. Antes de setornar energia eltrica, a energia primria deve ser convertida em energia cintica de

rotao. O dispositivo que realiza essa transformao a turbina. Ela consistebasicamente em uma roda dotada de ps, que posta em rpida rotao ao receber amassa de gua. O ltimo elemento dessa cadeia de transformaes o gerador, queconverte o movimento rotatrio da turbina em energia eltrica. As usinas eltricastransformam a energia hidrulica em eletricidade. As usinas eltricas so uma fonte deenergia limpa mas sua contruo impacta o ambiente. A formao do lago artificialalaga vastas reas,destruindo a vegetaao,matando animais e obrigando moradores darea alagada a procurar outro lugar para viver.

1.1.1. Hidroeltrica de Itaipu

Construda sobre o Rio Paran, que divide Brasil e o Paraguai,Itaipu a maior usinahidreltrica do mundo. O rio corre ao longo da fronteira dos dois pases e durante asnegociaes diplomticas iniciais de construo da barragem, ambos os pasesestavam sofrendo das secas. O objetivo inicial era fornecer uma melhor gesto eaproveitamento dos recursos hdricos para o uso da irrigao de culturas. A Argentinatambm foi mais tarde incorporada em alguns planejamentos e acordos porque umdos afetados diretamente pela construo. Se a barragem ficar completamente abertapara o fluxo de gua, reas ao sul, como Buenos Aires, teriam grande potencial deserem inundadas. A construo da barragem comeou em 1975 e o primeiro geradorfoi inaugurado em 1983. Hoje, a barragem fornece mais de 75% das necessidades deenergia eltrica do Paraguai e atende a quase 25% da demanda de eletricidade doBrasil. Estima-se que 10.000 moradores foram desalojados pela construo dabarragem e cerca de 40.000 pessoas foram contratadas para ajudar na construo doprojeto. Muitas preocupaes ambientais foram negligenciados durante a construoda barragem, porque a barragem iria produzir uma quantidade to grande de energiacom quase nenhuma emisso de poluentes e sem subprodutos indesejveis, tal comoacontece com a energia nuclear.

1.1.2.Hidroeletricidade

Complexo Hidreltrico de Paulo Afonso, no RioSo Francisco, algumas das usinas operadaspela Complexo Hidreltrico de Paulo Afonso(CHESF).
http://pt.wikipedia.org/wiki/Turbinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usinashttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=El%C3%A9tricas&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Paran%C3%A1http://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Paraguaihttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_Hidrel%C3%A9trica_de_Itaipuhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Argentinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Buenos_Aireshttp://pt.wikipedia.org/wiki/1975http://pt.wikipedia.org/wiki/1983http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Complexo_Hidrel%C3%A9trico_de_Paulo_Afonsohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_S%C3%A3o_Franciscohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_S%C3%A3o_Franciscohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Complexo_Hidrel%C3%A9trico_de_Paulo_Afonsohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Complexo_Hidrel%C3%A9trico_de_Paulo_Afonsohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_S%C3%A3o_Franciscohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_S%C3%A3o_Franciscohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Complexo_Hidrel%C3%A9trico_de_Paulo_Afonsohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/1983http://pt.wikipedia.org/wiki/1975http://pt.wikipedia.org/wiki/Buenos_Aireshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Argentinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_Hidrel%C3%A9trica_de_Itaipuhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Paraguaihttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Paran%C3%A1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=El%C3%A9tricas&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Usinashttp://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina


24/127

24/127

Usinas hidreltricas produzem mais de 90% da energia eltrica consumida no Brasil.Eles dependem das guas dos rios em nveis adequados em suas represas para gerarenergia. A falta de chuvas, de investimentos e aumento do consumo resultou emracionalizao de energia eltrica, conhecido como apago, nos anos 2001 e 2002. Aconstruo de novas usinas hidreltricas significa impactos ambientais como grandes

reas que so inundadas, alterando o ecossistema.Tentar no usar muita energia durante o horrio de pico, entre 18 e 21 horas, necessrio para evitar a necessidade de construir novas centrais de energia e linhas detransmisso s para atender a demanda nesse perodo. Novas barragens causmaelevados custos sociais e ambientais devido inundao da terra e pela destruio doshabitats de animais, plantas e comunidades inteiras que, muitas vezes, no socompensadas (reassentamento ou indenizao). Grandes usinas hidreltricas inundamimensas reas de florestas e emitem grandes quantidades de metano para aatmosfera. S existe desenvolvimento sustentvel com energia vinda de novas fontesrenovveis. Pequenas hidreltricas podem produzir energia de forma descentralizada,com impacto ambiental reduzido. Essa opo pode ser implementada em vriasregies do pas fazendo uso de cascatas naturais. Muitos agricultores brasileirosescolheram esta forma de produo de energia hidreltrica.[]

1.2. Apages

Um blecaute ou apago o corte ou colapso temporrio do suprimento de energiaeltrica em uma determinada rea geogrfica, que pode variar desde uma localidadeou bairro, at uma grande rea metropolitana ou regies inteiras de um ou mais pases.Pode ser provocado por diferentes motivos, como acidentes, queda de linhas detransmiso, sobrecargas, pane parcial do sistema de gerao ou de distribuio, ouainda por medida de segurana nacional, como durante ataques areos contra cidadesem perodos de guerras.No Brasil, o fenmeno passou a ser conhecido tambm pelo nome de "apago". Otermo em ingls blackout se popularizou depois do colapso eltrico ocorrido em 1965,quando o Nordeste dos Estados Unidos e parte do Canad ficaram s escuras porcerca de 12 horas.Dentre os maiores apages da histria destaca-se o ocorrido entre 14 e 16 de agostode 2003 nos Estados Unidos, que deixou mais de 50 milhes de pessoas sem luz pormais de um dia, afetando todo o sudeste do Canad e nordeste dos Estados Unidospor cerca de trs dias.Em relao ao nmero de pessoas atingidas, os maiores apages da histria foram osocorridos na ndia, em janeiro de 2001, que deixou mais de 220 milhes de pessoasem luz, e o ocorrido na Indonsia, em agosto de 2005, afetando mais de 100 milhesde pessoas. Em novembro de 2006 vrios pases da parte ocidental da Unio Europiaforam afetados por um rpido apago de cerca de 2 horas.Os seguidos apages na Califrnia entre 2001 e 2003 esto entre os que provocaramos maiores prejuzos econmicos da histria, devido frequncia com que ocorreram eao fato de provocarem a paralizao das atividades produtivas no estado mais rico dosEstados Unidos.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%A2ndalo_do_apag%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/2001http://pt.wikipedia.org/wiki/2002http://pt.wikipedia.org/wiki/Ecossistemahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Linha_de_transmiss%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Linha_de_transmiss%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Habitathttp://pt.wikipedia.org/wiki/Animaishttp://pt.wikipedia.org/wiki/Plantahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Florestahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Metanohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosferahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_renov%C3%A1vel_no_Brasil#cite_note-8#cite_note-8http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_renov%C3%A1vel_no_Brasil#cite_note-8#cite_note-8http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_renov%C3%A1vel_no_Brasil#cite_note-8#cite_note-8http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bairrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea_metropolitanahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pa%C3%ADshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Seguran%C3%A7a_nacionalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cidadeshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Guerrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Apag%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Canad%C3%A1http://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calif%C3%B3rniahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calif%C3%B3rniahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Canad%C3%A1http://pt.wikipedia.org/wiki/Apag%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Guerrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cidadeshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Seguran%C3%A7a_nacionalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pa%C3%ADshttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea_metropolitanahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bairrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_renov%C3%A1vel_no_Brasil#cite_note-8#cite_note-8http://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosferahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Metanohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Florestahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Plantahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Animaishttp://pt.wikipedia.org/wiki/Habitathttp://pt.wikipedia.org/wiki/Linha_de_transmiss%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Linha_de_transmiss%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ecossistemahttp://pt.wikipedia.org/wiki/2002http://pt.wikipedia.org/wiki/2001http://pt.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%A2ndalo_do_apag%C3%A3o


25/127

25/127

1.2.1. Principais causa dos Apages

A maior parte dos apages regionais ou locais causado pordanos aos sistema de alimentao ou de transmiso dasredes de transmisso de energia eltrica. Estes danosgeralmente so pontuais e localizados, na maior parte das

vezes relacionados a acidentes locais como queda dervores, postes ou torres de transmisso, principalmentedurante tempestades ou vendavais.Os danos infra-estrutura de transmisso de energia eltricatambm podem ocorrer como decorrncia de descargaseltricas (raios) simultneas na rede ou em subestaes,desde que provocando sobrecargas nos sistemas detransmisso, fusveis ou transformadores. Nestes casos,ocorre a chamada sobrecarga eltrica geralmente ligada aum curto-circuito, quando a passagem de corrente eltrica maior do que um circuito suporta devido reduo abruptada impedncia do mesmo. Normalmente o curto-circuito provoca danos tanto nocircuito eltrico em que ocorre como no elemento que causou a reduo deimpedncia.

A sobrecarga de uma estao eltrica pode provocar ochamado efeito em cadeia, quando a queda de umaunidade transmissora ou um transformador provocasobrecarga nos equipamentos similares em sequncia,resultando em colapso da rede eltrica de uma regio.A escassez relativa de energia, ou seja, a demanda maiorque a capacidade de produo de energia, levou a um nvelcrnico de risco de apages no Brasil entre 1999 e 2001.Isto levou o pas a criar um programa de racionamento de

energia eltrica de quase um ano, durante o ano de 2001, que ficou popularmenteconhecido como o "apago eltrico de 2001". Aquele "apago" foi resultado daconjuno de vrios fatores, principalmente a ausncia de investimetnos estatais naconstruo de novas hidroeltricas ou na ampliao da rede de distribuio eltrica pormais de uma dcada. Isto provocou uma sobrecarga crnica do sistema eltrico, deixouo nvel dos reservatrios baixos demais, a ponto do sistema colapsar diante de umcurto perodo de seca regional mais prolongada, com chuvas menos intensas no pas.

1.2.3. Apages no Brasil

No Brasil, na dcada de 1990, houve o blecaute de 11 de Maro de 1999, que atingiugrande parte do territrio do Brasil, deixando mais de 60 milhes de pessoas sem luzpor cerca de quatro horas. Este episdio causou algumas horas de verdadeiro caos emmetrpoles como Porto Alegre, Belo Horizonte, So Paulo e Rio de Janeiro.Na noite de 10 de Novembro de 2009, uma possvel falha no Sistema Integrado deDistribuio de energia eltrica provocou o maior apago da histria do Brasil,
http://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Raioshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Curto-circuitohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9tricohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Imped%C3%A2nciahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Apag%C3%A3o_el%C3%A9trico_de_2001http://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Blecaute_de_11_de_Mar%C3%A7o_de_1999http://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Metr%C3%B3polehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Porto_Alegrehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Belo_Horizontehttp://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Paulo_(cidade)http://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_de_Janeiro_(cidade)http://pt.wikipedia.org/wiki/10_de_Novembrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/2009http://pt.wikipedia.org/wiki/2009http://pt.wikipedia.org/wiki/10_de_Novembrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_de_Janeiro_(cidade)http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Paulo_(cidade)http://pt.wikipedia.org/wiki/Belo_Horizontehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Porto_Alegrehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Metr%C3%B3polehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Blecaute_de_11_de_Mar%C3%A7o_de_1999http://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Apag%C3%A3o_el%C3%A9trico_de_2001http://pt.wikipedia.org/wiki/Imped%C3%A2nciahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9tricohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Curto-circuitohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Raioshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9trica


26/127

26/127

atingindo 18 estados, alm de um corte de 30 minutos no fornecimento em 87% doterritrio do Paraguai, afetando diretamente mais de 60 milhes de pessoas.A Usina de Itaipu alegou que no ocorreu nenhuma falha no sistema de gerao de

energia, mas que a falha deve ter ocorrido no sistema detransmisso nas linhas de Furnas. Este tem sidoconsiderado um dos maiores apages que o pas j

enfrentou, tendo grande repercusso em redes decomunicao instantnea como o Twitter e tambmrepercusso internacional, noticiadas por redes como:CNN, The New York Times, CBS e BBC. A rede CBSdifundiu a hiptese de que este episdio, assim como

apages anteriores provocados no Brasil em 2005 e 2007, foram provocados porataques de hackers (crackers]) contra o sistema de computadores de controle da redeeltrica. O governo descartou completamente esta hiptese.A Associao Brasileira das Grandes Empresas de Transmisso de Energia Eltrica(Abrate) descartou as hipteses de queda de linhas de transmisso e de sobrecargadevido a tempestade de raios ocorridas simultaneamente em diversas linhas detransmisso. A Abrate manteve a explicao de que uma falha inicial em um disjuntorou subestao teria desencadeado um efeito domin que desligou preventivamenteoutras linhas, sem definir exatamente como isto teve incio. A ONS defende que odesligamento de parte do Sistema Interligado Nacional (SIN) teve incio com a pane detrs linhas de 750 quilovolts (kV) e do elo de corrente contnua da rede que levaenergia de Usina Binacional de Itaipu ao SIN no Sudeste e Centro-Oeste do pas.O apago regional de 2005 foi considerado por alguns como resultado da grave secana regio norte e nordeste, as mais afetas pela reduo parcial do nvel dosreservatrio das hidreltricas brasileiras. Entretanto, a rede de televiso estadunidenseCBS levanta a hiptese de sabotagem ocorrido atravs de um ataque de hackers.Semelhanas com o apago regional ocorrido em 2007, quando o nvel das usinashidreltricas estava elevado, levaram muitos especialistas a defender que estesprocessos teriam sido causados por um ciber ataque (do ingls cyberwar) de hackersmal intencionados (crackers), que atacaram o sistema de computadores de controledigital da rede de distribuio eltrica brasileira. Outros tcnicos levantam a falta deinvestimentos em linhas de transmisso e mau gerenciamento do sistema. A tese deataque hacker foi reforada por declaraes de especialistas americanos em guerraciberntica e popularizada pelo video documentrio "60 Minutes" produzido pela CBSsobre este tema. O vdeo defende explicitamente que estes episdios ocorridos noBrasil foram obra de crackers.Entretanto, as autoridades responsveis no Brasil reforam que no existem evidnciasque comprovem esta hiptese. O Brasil ainda no possui grandes equipespermanentes de especialistas em computao trabalhando para o governo com oobjetivo de defender a infra-estrutua estratgica do pas de ciber ataques ou deciberterrorismo, como alguns pases j vem criando.

2. Energia potencial

a energia que um objeto possui pronta a ser convertida em energia cintica. Ummartelo levantado, uma mola enroscada e um arco esticado de um atirador, todos
http://pt.wikipedia.org/wiki/Paraguaihttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_de_Itaipuhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Furnashttp://pt.wikipedia.org/wiki/Twitterhttp://pt.wikipedia.org/wiki/CNNhttp://pt.wikipedia.org/wiki/The_New_York_Timeshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Columbia_Broadcasting_Systemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/BBChttp://pt.wikipedia.org/wiki/Columbia_Broadcasting_Systemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/2005http://pt.wikipedia.org/wiki/2007http://pt.wikipedia.org/wiki/Hackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Crackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/2005http://pt.wikipedia.org/wiki/Hackershttp://pt.wikipedia.org/wiki/2007http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrel%C3%A9tricashttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciber_ataque&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Cyberwar&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Hackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Crackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Columbia_Broadcasting_Systemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Crackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Martelohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Molahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Arco_(arma)http://pt.wikipedia.org/wiki/Arco_(arma)http://pt.wikipedia.org/wiki/Molahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Martelohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Crackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Columbia_Broadcasting_Systemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Crackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Hackerhttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Cyberwar&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciber_ataque&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrel%C3%A9tricashttp://pt.wikipedia.org/wiki/2007http://pt.wikipedia.org/wiki/Hackershttp://pt.wikipedia.org/wiki/2005http://pt.wikipedia.org/wiki/Crackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Hackerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/2007http://pt.wikipedia.org/wiki/2005http://pt.wikipedia.org/wiki/Columbia_Broadcasting_Systemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/BBChttp://pt.wikipedia.org/wiki/Columbia_Broadcasting_Systemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/The_New_York_Timeshttp://pt.wikipedia.org/wiki/CNNhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Twitterhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Furnashttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_de_Itaipuhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Paraguai


27/127

27/127

possuem energia potencial. Esta energia est pronta para ser modificada em outrasformas de energia e, consequentemente, realizar trabalho: quando o martelo cair,pregar um prego; a mola, quando solta, far andar os ponteiros de um relgio; o arcodisparar uma flecha. Assim que ocorrer algum movimento, a energia potencial dafonte diminui, enquanto se modifica em energia do movimento (energia cintica).Levantar o martelo, enrolar a mola e esticar o arco faz o uso da energia cintica

produzir um ganho de energia potencial.Existem diferentes tipos de energia potencial, relacionados s diferentes formas deenergia dos quais se destacam: a elstica, a gravitacional e a eltrica.

2.1. Energia Potencial Gravitacional

A energia potencial gravitacional na superfcie da Terra proporcional altura (h) docorpo (medido em relao a um determinado nvel de referncia que pode ser porexemplo o cho nessa localizao). calculada pela expresso:

ou2.2. Energia Potencial Elstica

A energia potencial elstica est associada a uma mola ou a um corpo elstico. calculada pela expresso (no caso ideal):

Onde:K= Constante da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo a constante da mola

de um espiral de caderno bem menor que a constante da mola de um amortecedorde caminho).X= Variao no tamanho da mola.

2.3. Energia Potencial Eltrica

A energia potencial eltrica est relacionada com uma carga qualquer "q" de umapartcula situada a uma distncia "d" de uma carga de prova "Q". calculada pela expresso:

,

sendo ,

podemos substituir:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9tica


28/127

28/127

Onde:k= constante eletrosttica do meio em que as cargas estiverem inseridas.V= potencial eltrico.q= carga da partcula.d= distncia entre a partcula e o referencial.

Q= carga do referencial.3. Energia Cintica

Uma velha locomotiva a vapor transformaenergia qumica em energia cintica. Acombusto de madeira ou carvo na caldeira uma reao qumica que produz calor, obtendovapor que d energia locomotiva. a energia que um corpo em movimento possuidevido sua velocidade. calculada por:

Onde:m= massa do corpo.v= velocidade do corpo.Isto significa que quanto mais rapidamente um objeto se move, maior o nvel deenergia cintica. Alm disso, quanto mais massa tiver um objeto, maior a quantidadede energia cintica necessria para mov-lo.

Para que algo se mova, necessrio transformar qualquer outro tipo de energia neste.As mquinas mecnicas, automveis, tornos, bate-estacas ou quaisquer outrasmquinas motorizadas, transformam algum tipo de energia em energia cintica.

4. Energia Mecnica

Energia mecnica a energia que pode ser transferida por meio de fora. A energiamecnica total de um sistema a soma da energia potencial com a energia cintica. Seo sistema for conservativo, ou seja, apenas foras conservativas atuam nele, a energiamecnica total conserva-se e uma constante de movimento. A energia mecnica "E"que um corpo possui a soma da sua energia cintica "c" mais energia potencial.

5. Energia Qumica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Coulombhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Locomotivahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_qu%C3%ADmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Madeira_(material)http://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeirahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3velhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tornohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tornohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3velhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeirahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Madeira_(material)http://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_qu%C3%ADmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Locomotivahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Coulomb


29/127

29/127

a energia que est armazenada num tomo ounuma molcula. Existem vrias formas deenergia, mas os seres vivos s utilizam a energiaqumica.A Energia Qumica est presente nas ligaesqumicas. Existem ligaes pobres e ricas em

energia. A gua um exemplo de molcula comligaes pobres em energia. A glicose umasubstncia com ligaes ricas em energia.Os seres vivos utilizam a glicose como principalcombustvel (fonte de energia qumica);entretanto, esta molcula no pode ser utilizadadiretamente, pois sua quebra direta libera muitomais energia que o necessrio para o trabalhocelular. Por isso, a natureza selecionoumecanismos de transferncia da energia qumicada glicose para moleculas tipo ATP (adenosinatrifosfato). Os primeiros seres vivos criaram oprimeiro destes mecanismos: a fermentao. Afermentao anaerbia, alm do ATP, gera tambm etanol e dixido de carbono (CO2).A presena de CO2 na atmosfera possibilitou o surgimento da fotossntese. Esteprocesso fez surgir o O2 (oxignio) na atmosfera. Com o oxignio, outros seres vivospuderam desenvolver um novo mecanismo de transferncia de energia qumica daglicose para o ATP: a respirao aerbica.As reaces qumicas geralmente produzem tambm calor: um fogo ardendo umexemplo. A energia qumica tambm pode ser transformada em qualquer forma deenergia, por exemplo em eletrica (uma bateria) e em energia cintica (os msculos ouos motores a gasolina).

6. Energia Nuclear

a energia produzida pelas reaes nucleares: isso , pela fisso ou pela fuso detomos, os quais so transformados sobretudo em energia mecnica e calor, quer sobcontrole num reator nuclear, quer numa exploso de uma arma nuclear. O Sol produz oseu calor e a sua luz por fuso nuclear de tomos de, hidrognio em hlio.Em 1939, os cientistas alemes Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassmann,bombardeando tomos de urnio com nutrons, descobriram que eles se dividiam emdois fragmentos. A descoberta, chamada fisso nuclear, no teria sado dos limitesestritos do laboratrio no fosse pelo fato de que no processo de diviso do ncleo deurnio desprendia-se grande quantidade de calor.

7. Energia Eletromagntica

Est associada aos fenmenos eletromagnticos: a electricidade, o magnetismo e aradiao electromagntica (luz). Exemplo do seu uso: nas nossas casas a energiaeltrica convertida em trabalho pelos eletrodomsticos (normalmente atravs demotores que usam o princpio da induo electromagntica) ou em luz pelas lmpadas,
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81guahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Glicosehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Adenosina_tri-fosfatohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fermenta%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fotoss%C3%ADntesehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Respira%C3%A7%C3%A3o_aer%C3%B3bicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fogohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bateria_(qu%C3%ADmica)http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#energia_cin.C3.A9tica#energia_cin.C3.A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Reac%C3%A7%C3%A3o_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fiss%C3%A3o_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A3o_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Reator_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Explos%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Arma_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Solhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Indu%C3%A7%C3%A3o_electromagn%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Indu%C3%A7%C3%A3o_electromagn%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Solhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Arma_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Explos%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Reator_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A3o_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fiss%C3%A3o_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Reac%C3%A7%C3%A3o_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#energia_cin.C3.A9tica#energia_cin.C3.A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bateria_(qu%C3%ADmica)http://pt.wikipedia.org/wiki/Fogohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Respira%C3%A7%C3%A3o_aer%C3%B3bicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fotoss%C3%ADntesehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fermenta%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Adenosina_tri-fosfatohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Glicosehttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua


30/127

30/127

entre diversas outras formas de uso em que esta forma de energia convertida emoutra.A Energia eltrica medida em Kwh (kilowatts-hora) e equivale ao produto da potnciae o tempo em que utilizada.

Onde:Eel= Energia eltrica.P= Potncia.t= Tempo.Esta frmula til para calcular e/ou prever certos dados sobre a converso deenergia, por exemplo, em um aparelho que use eletricidade para produzir calor poderser usada para prever a temperatura mxima alcanada por este aparelho, bastandopara isso igual-la a frmula da energia calorfica

( ),

considerando o rendimento (porcentagem de potncia convertida de fato em calor) doaparelho eltrico.Energia de fcil obteno, utilizada como alternativa no desenvolvimento deequipamentos cada vez mais modernos que antes usavam outras formas de energia(em especial a mecnica) devido crescente modernizao da indstria eletrnica. Asusinas, em especial as hidreltricas, nos fornecem essa energia. Visto que existe umaconstante preocupao em desenvolver cada vez mais meios de obteno de energiaalternativa que no agridam o meio ambiente e nos proporcionem eletricidade damaneira mais eficiente possvel.

8. Energia Maremotriz o modo de gerao de eletricidade atravs da utilizao da energia contida nomovimento de massas de gua devido s mars. Dois tipos de energia maremotrizpodem ser obtidas: energia cintica das correntes devido s mars e energia potencialpela diferena de altura entre as mars alta e baixa.Em qualquer local a superfcie do oceano oscila entre pontos altos e baixo, chamadosmars, a cada 12h e 25min. Em certas baas e esturios, como em So Lus, essasmars so bastante amplificadas, podendo atingir alturas da ordem de 15 metros. Asgigantescas massas de gua que cobrem dois teros do planeta constituem o maiorcoletor de energia solar imaginvel. As mars, originadas pela atrao lunar, tambm

representam uma tentadora fonte energtica. Em conjunto, a temperatura dos oceanos,as ondas e as mars poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidadeseria capaz de gastar hoje ou no futuro, mesmo considerando que o consumo globalsimplesmente dobra de dez em dez anos. A energia das mars obtida de modosemelhante ao da energia hidreltrica.Trata-se de uma obra complexa de Engenharia hidrulica. Constri-se uma barragem,formando-se um reservatrio junto ao mar. Quando a mar alta, a gua enche o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B4nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Meio_ambientehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81guahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mar%C3%A9http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_potencialhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ba%C3%ADahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Estu%C3%A1riohttp://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Lu%C3%ADs_(Maranh%C3%A3o)http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solarhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Luahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oceanohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_hidr%C3%A1ulicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_hidr%C3%A1ulicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oceanohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Luahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solarhttp://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Lu%C3%ADs_(Maranh%C3%A3o)http://pt.wikipedia.org/wiki/Estu%C3%A1riohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ba%C3%ADahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_potencialhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mar%C3%A9http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81guahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Meio_ambientehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B4nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calor


31/127

31/127

reservatrio, passando atravs da turbina hidrulica, tipo bulbo, e produzindo energiaeltrica. Na mar baixa, o reservatrio esvaziado e a gua que sai do reservatriopassa novamente atravs da turbina, em sentido contrrio, produzindo a energiaeltrica. Este tipo de fonte tambm usado no Japo, na Frana e na Inglaterra. Aprimeira usina maremotriz construda no mundo para gerao de electricidade foi a deLa Rance, em 1963 e antes de 1500, em Lameiras municpio de Sintra para uso direto

em moendas.9. Energia solar

a designao dada a qualquer tipo de captao de energia luminosa (e, em certosentido, da energia trmica) proveniente do Sol, e posterior transformao dessaenergia captada em alguma forma utilizvel pelo homem, seja diretamente paraaquecimento de gua ou ainda como energia eltrica ou mecnica.No seu movimento de translao ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m deenergia, medio feita numa superfcie normal (em ngulo recto) com o Sol. Disso,aproximadamente 19% absorvido pela atmosfera e 35% reflectido pelas nuvens. Aopassar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar est na forma de luzvisvel e luz ultravioleta.As plantas utilizam diretamente essa energia no processo de fotossntese. Ns usamosessa energia quando queimamos lenha ou combustveis minerais. Existem tcnicasexperimentais para criar combustvel a partir da absoro da luz solar em uma reaoqumica de modo similar fotossntese vegetal mas sem a presena destesorganismos.A radiao solar, juntamente com outros recursos secundrios de alimentao, talcomo a energia elica e das ondas, hidro-electricidade e biomassa, so responsveispor grande parte da energia renovvel disponvel na terra. Apenas uma minsculafraco da energia solar disponvel utilizada.

A Terra recebe 174 petawatts (GT) de radiao solar (insolao) na zona superior daatmosfera. Dessa radiao, cerca de 30% reflectida para o espao, enquanto orestante absorvido pelas nuvens, mares e massas terrestres. O espectro da luz solarna superfcie da Terra mais difundida em toda a gamas visvel e infravermelho e umapequena gama de radiao ultravioleta.[1]

Distribuio diria mdia entre1991-1993 da energia solarrecebida pela Terra ao redor doMundo. Os crculos pretosrepresentam a rea necessriapara suprir toda a demanda deenergia do planeta Terra.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Turbinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Jap%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Inglaterrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/1963http://pt.wikipedia.org/wiki/1500http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_luminosahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Solhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transla%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Terrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ultravioletahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fotoss%C3%ADntesehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Vegetalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_solarhttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Insola%C3%A7%C3%A3&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosferahttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Espectro_da_luz_solar&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_infravermelhahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_ultravioletahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar#cite_note-0#cite_note-0http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar#cite_note-0#cite_note-0http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar#cite_note-0#cite_note-0http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar#cite_note-0#cite_note-0http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_ultravioletahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_infravermelhahttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Espectro_da_luz_solar&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosferahttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Insola%C3%A7%C3%A3&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_solarhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Vegetalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fotoss%C3%ADntesehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ultravioletahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Terrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transla%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Solhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_luminosahttp://pt.wikipedia.org/wiki/1500http://pt.wikipedia.org/wiki/1963http://pt.wikipedia.org/wiki/Inglaterrahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Jap%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Turbinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulica


32/127

32/127

A superfcie terrestre, os oceanos e atmosfera absorvem a radiao solar, e issoaumenta sua temperatura. O ar quente que contm a gua evaporada dos oceanossobe, provocando a circulao e conveco atmosfrica. Quando o ar atinge umaaltitude elevada, onde a temperatura baixa, o vapor de gua condensa-se, formandonuvens, que posteriormente provocam precipitao sobre a superfcie da Terra,completando o ciclo da gua. O calor latente de condensao de gua aumenta a

conveco, produzindo fenmenos atmosfricos, como o vento, ciclones e anti-ciclones. A luz solar absorvida pelos oceanos e as massas de terra mantm asuperfcie a uma temperatura mdia de 14 C. A fotossntese das plantas verdesconverte a energia solar em energia qumica, que produz alimentos, madeira ebiomassa a partir do qual os combustveis fsseis so derivados.O total de energia solar absorvida pela atmosfera terrestre, oceanos e as massas deterra de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por ano.A energia solar pode ser aproveitado em diferentes nveis em todo o mundo.Consoante a localizao geogrfica, quanto mais perto do equador, mais energia solarpode sr potencialmente captada.As reas de deserto, onde as nuvens so baixas e esto localizadas em latitudesprximas ao equador so mais favorveis captao energia solar.Os desertos que seencontram relativamente perto de zonas de maior consumo em pases desenvolvidostm a sofisticao tcnica necessria para a captura de energia solar realizaes estocada vez mais importante como o Deserto de Mojave (Califrnia), onde existe umacentral de energia solar com uma capacidade total de 354 MW.De acordo com um estudo publicado em 2007 pelo Conselho Mundial da Energia, em2100, 70% da energia consumida ser de origem solar.

9.1. Tipos de energia solar

Os mtodos de captura da energia solarclassificam-se em diretos ou indiretos:

Direto significa que h apenas umatransformao para fazer da energia solarum tipo de energia utilizvel pelo homem.Exemplos:A energia solar atinge uma clulafotovoltaica criando eletricidade. (Aconverso a partir de clulas fotovoltaicas classificada como direta, apesar de que a

energia eltrica gerada precisar de nova converso - em energia luminosa oumecnica, por exemplo - para se fazer til.)A energia solar atinge uma superfcie escura e transformada em calor, queaquecer uma quantidade de gua, por exemplo - esse princpio muitoutilizado em aquecedores solares.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosfera_terrestrehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Equadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Desertohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Equadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Deserto_de_Mojavehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calif%C3%B3rniahttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Central_de_energia_sol&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Conselho_Mundial_da_Energia&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_fotovoltaicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_fotovoltaicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81guahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81guahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_fotovoltaicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_fotovoltaicahttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Conselho_Mundial_da_Energia&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Central_de_energia_sol&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Calif%C3%B3rniahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Deserto_de_Mojavehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Equadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Desertohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Equadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosfera_terrestre


33/127

33/127

Indireto significa que precisar haver mais de uma transformao para que surjaenergia utilizvel. Exemplo: Sistemas que controlam automaticamente cortinas,de acordo com a disponibilidade de luz do Sol.

Tambm se classificam em passivos e ativos:

Sistemas passivos so geralmente diretos, apesar de envolverem (algumasvezes) fluxos em conveco, que tecnicamente uma converso de calor emenergia mecnica.

Sistemas ativos so sistemas que apelam ao auxlio de dispositivos eltricos,mecnicos ou qumicos para aumentar a efetividade da coleta. Sistemasindiretos so quase sempre tambm ativos.

9.2. Vantagens e desvantagens da energia solar

9.2.1. Vantagens

A energia solar no polui durante seu uso. A poluio decorrente da fabricaodos equipamentos necessrios para a construo dos painis solares totalmente controlvel utilizando as formas de controles existentes atualmente.As centrais necessitam de manuteno mnima.Os painis solares so a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seucusto vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma soluoeconomicamente vivel.A energia solar excelente em lugares remotos ou de difcil acesso, pois suainstalao em pequena escala no obriga a enormes investimentos em linhas detransmisso.

Em pases tropicais, como o Brasil, a utilizao da energia solar vivel empraticamente todo o territrio, e, em locais longe dos centros de produoenergtica, sua utilizao ajuda a diminuir a demanda energtica nestes econsequentemente a perda de energia que ocorreria na transmisso.

9.2.2. Desvantagens

Um painel solar consome uma quantidade enorme de energia para serfabricado. A energia para a fabricao de um painel solar pode ser maior do quea energia gerada por ele.Os preos so muito elevados em relao aos outros meios de energia.

Existe variao nas quantidades produzidas de acordo com a situaoatmosfrica (chuvas, neve), alm de que durante a noite no existe produoalguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energiaproduzida durante o dia em locais onde os painis solares no estejam ligados rede de transmisso de energia.Locais em latitudes mdias e altas (Ex: Finlndia, Islndia, Nova Zelndia e Sulda Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produo durante os meses de
http://pt.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Solhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Solhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Luz


34/127

34/127

inverno devido menor disponibilidade diria de energia solar. Locais comfrequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variaesdirias de produo de acordo com o grau de nebulosidade.As formas de armazenamento da energia solar so pouco eficientes quandocomparadas, por exemplo, aos combustveis fsseis (carvo, petrleo e gs), aenergia hidroeltrica (gua) e a biomassa (bagao da cana ou bagao da

laranja).9.3. Energia solar no mundo

Em 2004 a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW, cerca de18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais pases produtores, curiosamente,esto situados em latitudes mdias e altas. O maior produtor mundial era o Japo (com1,13 GW instalados), seguido da Alemanha (com 794 MW p) e Estados Unidos (365MW).Entrou em funcionamento em 27 de Maro de 2007 a Central Solar Fotovoltaica deSerpa (CSFS), a maior unidade do gnero do Mundo. Fica situada na freguesia de

Brinches, Alentejo, Portugal, numa das reas de maior exposio solar da Europa. Temcapacidade instalada de 11 MW, suficiente para abastecer cerca de oito mil habitaes.Entretanto est projetada e j em fase de construo outra central com cerca de seisvezes a capacidade de produo desta, tambm no Alentejo, em Amareleja, conselhode Moura.Muito mais ambicioso o projeto australiano de uma central de 154 MW, capaz desatisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta se situar em Victoria e prev-se queentre em funcionamento em 2013, com o primeiro estgio pronto em 2010. A reduode emisso de gases de estufa conseguida por esta fonte de energia limpa ser de400.000 toneladas por ano.

10. Energia Elica

a energia que provm do vento. O termo elico vem dolatim aeolicus, pertencente ou relativo a olo, Deus dosventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ourelativo ao vento.A energia elica tem sido aproveitada desde a antiguidadepara mover os barcos impulsionados por velas ou parafazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover assuas ps. Nos moinhos de vento a energia elica eratransformada em energia mecnica, utilizada na moagemde gros ou para bombear gua. Os moinhos foram usadospara fabricao de farinhas e ainda para drenagem decanais, sobretudo nos Pases Baixos.

10.1. Converso em energia eltrica

Na atualidade utiliza-se a energia elica paramover aerogeradores - grandes turbinas colocadas
http://pt.wikipedia.org/wiki/2004http://pt.wikipedia.org/wiki/Itaipuhttp://pt.wikipedia.org/wiki/27_de_Mar%C3%A7ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/2007http://pt.wikipedia.org/wiki/Serpahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brincheshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alentejohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Portugalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Europahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Amarelejahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mourahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Austr%C3%A1liahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Victoria_(Austr%C3%A1lia)http://pt.wikipedia.org/wiki/2013http://pt.wikipedia.org/wiki/2010http://pt.wikipedia.org/wiki/Energiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ventohttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%89olohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mitologia_gregahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Barcohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Moinhohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Farinhahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pa%C3%ADses_Baixoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Aerogeradorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Parque_E%C3%B3lico_Eco_Energyhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Aerogeradorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pa%C3%ADses_Baixoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Farinhahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Moinhohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Barcohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mitologia_gregahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%89olohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ventohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/2010http://pt.wikipedia.org/wiki/2013http://pt.wikipedia.org/wiki/Victoria_(Austr%C3%A1lia)http://pt.wikipedia.org/wiki/Austr%C3%A1liahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mourahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Amarelejahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Europahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Portugalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alentejohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brincheshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Serpahttp://pt.wikipedia.org/wiki/2007http://pt.wikipedia.org/wiki/27_de_Mar%C3%A7ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Itaipuhttp://pt.wikipedia.org/wiki/2004


35/127

35/127

em lugares de muito vento. Essas turbinas tm a forma de um catavento ou ummoinho. Esse movimento, atravs de um gerador, produz energia eltrica. Precisamagrupar-se em parques elicos, concentraes de aerogeradores, necessrios paraque a produo de energia se torne rentvel, mas podem ser usados isoladamente,para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmisso. possvelainda a utilizao de aerogeradores de baixa tenso quando se trate de requisitos

limitados de energia eltrica.Um aerogerador um dispositivo que aproveita a energia elica e a converte emenergia eltrica.A energia elica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais deenergia, principalmente porque renovvel, ou seja, no se esgota, limpa, amplamentedistribuda globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustveis fsseis,auxilia na reduo do efeito estufa. Em pases como o Brasil, que possuem umagrande malha hidrogrfica, a energia elica pode se tornar importante no futuro, porqueela no consome gua, que um bem cada vez mais escasso e que tambm vai ficarcada vez mais controlado. Em pases com uma malha hidrogrfica pequena, a energiaelica passa a ter um papel fundamental j nos dias atuais, como talvez a nicaenergia limpa e eficaz nesses locais. Alm da questo ambiental, as turbinas elicaspossuem a vantagem de poderem ser utilizadas tanto em conexo com redes eltricascomo em lugares isolados, no sendo necessrio a implementao de linhas detransmisso para alimentar certas regies (que possuam aerogeradores).Em 2009 a capacidade mundial de gerao de energia eltrica atravs da energiaelica foi de aproximadamente 158 gigawatts (GW), o suficiente para abastecer asnecessidades bsicas de dois pases como o Brasil(o Brasil gastou em mdia 70gigawatts em janeiro de 2010). Para se ter uma idia da magnitude da expanso dessetipo de energia no mundo, em 2008 a capacidade mundial foi de cerca de 120 GW e,em 2008, 59 GW.A capacidade de gerao de energia elica no Brasil foi de 606 megawatts (MW) em2009, onde houve um aumento de 77,7% em relao ao ano anterior. A capacidadeinstalada em 2008 era de 341 MW. O Brasil responde por cerca da metade dacapacidade instalada na Amrica Latina, mas representa apenas 0,38% do totalmundial.Os EUA lideram o ranking dos pases que mais produzem energia atravs de fonteelica. O total instalada nesse pas ultrapassa os 35 GW. Atrs deles vem a Alemanha,com cerca de 26 GW instaladas, e a China, com 25 GW. []Em alguns pases, a energia eltrica gerada a partir do vento representa significativaparcela da demanda. Na Dinamarca esta representa 23% da produo, 6% naAlemanha e cerca de 8% em Portugal e na Espanha (dados de setembro de 2007).Globalmente, a energia elica no ultrapassa o 1% do total gerado por todas as fontes.O custo da gerao de energia elica tem cado rapidamente nos ltimos anos. Em2005 o custo da energia elica era cerca de um quinto do que custava no final dosanos 1990, e essa queda de custos deve continuar com a asce

50827937-UtilidadesProcessos1ano[1]

Documents

Transcript of 50827937-UtilidadesProcessos1ano[1]