ENERGIA MECÂNICA

ENERGIA

•Energia é a capacidade de executar um trabalho, é algo que movimenta o mundo...

•Trabalho é a aplicação de uma força por um determinado deslocamento.▫Só há trabalho se:

O deslocamento estiver na mesma direção da força aplicada, ou poder ser projetado na mesma direção da força;

E a força não for nula;

ENERGIA

•Energia Cinética;•Energia Potencial;•Energia Luminosa;•Energia Térmica;

ENERGIA

•Gravitacional:

•Cinética:

Força

Movimento

ENERGIA MECÂNICA

•É a energia que pode movimentar ou deformar um corpo;

•Energias conservativas e dissipativas;

HIDRELÉTRICAS

Geração de Energia nas Usinas HidrelétricasA água represada possui energia potencial gravitacional que se converte em energia cinética. Essa energia cinética é transferida às turbinas, que movimentam o gerador; e o gerador, por sua vez, converte essa energia cinética em energia elétrica a qual será enviada através de condutores ao seu destino

USINA HIDRELÉTRICA

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Potencial Hidrelétrico Brasileiro

Dentre os países que usam essa forma de se obter energia, o Brasil se encontra apenas atrás do Canadá e dos Estados Unidos, sendo, portanto, o terceiro maior do mundo em potencial hidrelétrico.

Vantagens das Usinas Hidrelétricas

• Em comparação com as alternativas economicamente viáveis, as centrais hidrelétricas são consideradas formas mais eficientes, limpas e seguras de geração de energia.

• Há baixo custo da geração de energia

• Não há resíduos poluentes.

• A água é um recurso renovável e não esgota. 

Desvantagens das Usinas Hidrelétricas

• Alterações nas características climáticas, hidrológicas e geomorfológica;

• Morte de espécies que vivem nas áreas de inundação e nas proximidades;

• Provoca o desequilíbrio do ecossistema e favorecem a propagação de endemias como a esquistossomose, a malária e o tracoma;

• Provoca impactos socioeconômicos de difícil superação, especialmente no caso de populações de baixa renda e que apresentam condições precárias de educação, saúde e alimentação.

Biomassa

Biomassa

A biomassa é um tipo de matéria utilizada na produção

de energia a partir de processos como a combustão de

material orgânico. Parte dessa energia as vantagens são

o baixo custo, é renovável, permite o

reaproveitamento de resíduos e menos poluente que

outras formas de energias como aquela obtida a partir

da utilização de combustíveis fósseis como petróleo e

carvão mineral.

A queima de biomassa provoca a liberação de dióxido de carbono na atmosfera, mas como este composto havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões de CO2 é nulo.

Materiais

• A lenha é muito utilizado para produção de energia por biomassa, no Brasil já representou 40% da produção energética primária, a grande desvantagem é o destruição das florestas. • Bagaço de cana;

• Pó de serra;

• Papéis já utilizados;

• Galhos e folhas decorrente da poda de árvores em cidades ou casas;

• Embalagens de papelão descartadas após a aquisição de diversos electrodomésticos;

• Etanol Celulósico: etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles a biomassa, especificamente celulose, é submetida ao processo de hidrólise enzimática, utilizando uma enzima denominada celulose. O outro processo é composto pela execução sucessiva das três seguintes fases: gasificação, fermentação e destilação.

• Bioetanol "comum": feito no Brasil à base do sumo extraído da cana de açúcar. Há países que empregam milho e beterraba para a sua produção. Bio diesel é feito do dendê, da mamona e da soja.

• Óleo vegetal: Pode ser usando em Motores diesel usando a tecnologia Elisabeth

Produtos derivados da biomassa

• Biomass-to-Liquids: líquido obtido em duas etapas. Primeiro é realizado um processo de gasificação, cujo produto é submetido ao processo de Fischer-Tropsch. Pode ser empregado na composição de lubrificantes e combustíveis líquidos para utilização em motores do ciclo diesel.

• Bio-óleo: líquido negro obtido por pelo processo de pirólise cujas destinações principais são aquecimento e geração de energia eléctrica.

• Bio gás: metano obtido juntamente com dióxido de carbono por meio da decomposição de materiais como lixo, alimentos, esgoto e esterco em digestores de biomassa.

Produtos derivados da biomassa

Gaseificação Industrial                      A energia química da biomassa pode ser convertida em

calor e daí em outras formas de energia:

> Direta - através da combustão na fase sólida, sempre foi a mais utilizada

> Indireta - quando através da pirólise, são produzidos gases e/ou líquidos combustíveis.

O processo de produção de um gás combustível a partir da biomassa é composta por três etapas:

> Secagem - a secagem ou retirada da humidade pode ser feita quando a madeira é introduzida no gaseificador, aproveitando-se a temperatura ali existente, contudo a operação com madeira seca é mais eficiente.

> Pirólise ou carbonização - durante a etapa de pirólise formam-se gases, vapor d'água, vapor de alcatrão e carvão

> Gaseificação - é liberada a energia necessária ao processo, pela combustão parcial dos produtos da pirólise.

O processo de gaseificação da biomassa, como da madeira, consiste na sua transformação em um gás combustível, contendo proporções variáveis de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogénio, metano, vapor d'água e alcatrões. Esta composição do gás combustível depende de diversos factores, tais como, tipo de gaseificador, introdução ou não de vapor d'água, e principalmente do conteúdo de unidade da madeira a ser gaseificada.

Gaseificação Industrial                     

MÁQUINAS À VAPORMÁQUINAS À VAPOR

HISTÓRIAHISTÓRIA• HERÃO;• ALEXADRIA-EGITO;• PRIMEIRA MAQUINA 120 a.C;• AS PRIMEIRAS MAQ. SÉC. XVII

AS PRIMEIRAS MAQUINAS À AS PRIMEIRAS MAQUINAS À VAPORVAPOR• Thomas Savery (1650-1715);Mecânico inglês, patenteou a

primeira máquina à vapor realmente prática, uma bomba para drenagem de água de minas.

HISTÓRIAHISTÓRIAThomas Newcomen (1663-1729);Ferreiro inglês, inventou outra

máquina à vapor para esvaziamento da água de infiltração das minas.

REVOLUÇÃO INDUSTRIALREVOLUÇÃO INDUSTRIAL• 1698 - Newcomen inventa uma

máquina para drenar a água acumulada nas minas de carvão. Patenteada em 1705, foi a primeira máquina movida a vapor.

REVOLUÇÃO INDUSTRIALREVOLUÇÃO INDUSTRIAL1765 - Watt aperfeiçoa o modelo

de Newcomen. Seu invento deflagra a revolução industrial e serve de base para a mecanização de toda a indústria. Stephenson revoluciona os transportes com a invenção da locomotiva a vapor.

MOTORES DE COMBUSTÃO MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNAINTERNAÉ uma máquina térmica, que

transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. O processo de conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases.

CICLO OTTOCICLO OTTO• É um ciclo termodinâmico, que

idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha. Foi definido por Beau de Rochas e implementado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Étienne Lenoir e Rudolf Diesel.

FUNCIONAMENTOFUNCIONAMENTO1. ADMISSÃO2. COMPRESSÃO3. EXPLOSÃO4. EXAUSTÃO

◦ Após a expulsão dos gases o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclo se repita.

4 TEMPOS DO MOTOR4 TEMPOS DO MOTOR

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CICLO DIESELCICLO DIESELÉ um motor de combustão

interna inventado pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858-1913), em que a combustão do combustível se faz pelo aumento da temperatura provocado pela compressão de ar.

MOTOR DIESELMOTOR DIESEL

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ENERGIA NUCLEAR

ENERGIA NUCLEAR

Reação em Cadeia

U-235U-238

ENERGIA NUCLEAR

Reator Nuclear

ENERGIA NUCLEAR

ExemplosAngra 1 - 657 MW

Angra 2 - 1300 MW

Kashiwazaki-Kariwa – 8200 MW

ENERGIA NUCLEAR

Comparação de Eficiência

ENERGIA NUCLEAR Vantagens:

não contribui para o efeito de estufa (principal); não polui o ar com gases de enxofre, nitrogênio, particulados, etc; não utiliza grandes áreas de terreno: a central requer pequenos espaços

para sua instalação; não depende da sazonalidade climática (nem das chuvas, nem dos

ventos); pouco ou quase nenhum impacto sobre a biosfera; grande disponibilidade de combustível; é a fonte mais concentrada de geração de energia a quantidade de resíduos radioativos gerados é extremamente pequena

e compacta; a tecnologia do processo é bastante conhecida; o risco de transporte do combustível é significativamente menor quando

comparado ao gás e ao óleo das termoelétricas; não necessita de armazenamento da energia produzida em baterias;

ENERGIA NUCLEAR Desvantagens:

necessidade de armazenar o resíduo nuclear em locais isolados e protegidos;

necessidade de isolar a central após o seu encerramento;

é mais cara quando comparada às demais fontes de energia;

os resíduos produzidos emitem radiatividade durante muitos anos;

dificuldades no armazenamento dos resíduos, principalmente em questões de localização e segurança;

pode interferir com ecossistemas;grande risco de acidente na central nuclear.

MAIOR BOMBA ATÔMICA

Bomba Atômica Tsar

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