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FONTES MODERNAS DE ENERGIA

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FONTES MODERNAS DE ENERGIA

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Energia

Qualquer tipo de trabalho requer energia para sua realização. Antigamente , utilizava-se a energia dos animais para determinados trabalhos, principalmente na agricultura e, também, para o transporte de mercadorias e pessoas.

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As fontes de energia podem ser classificadas, como:

• Fontes energia renováveis: continuam disponíveis depois de utilizadas, pois são recursos naturais renováveis. Exemplo: hidrelétricas, solar, eólica. Algumas podem ser produzidas pela sociedade humana, como biocombustíveis, álcool, biomassa etc

• Fontes de energia não renováveis: São limitadas, pois utilizam recursos minerais não renováveis que demoram milhões de anos para se formarem. Exemplo: Petróleo, carvão mineral e gás natural.

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OBSERVAÇÃO

Combustíveis fósseis, como petróleo, carvão mineral e gás natural, são as principais fontes energéticas das indústrias utilizadas atualmente no mundo.

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CARVÃO MINERAL

O carvão mineral é um combustível fóssil

mais abundante na natureza e se constitui na segunda fonte de energia mais utilizada no planeta.

Seu fim depende do ritmo de crescimento futuro da economia e do desenvolvimento das fontes alternativas de energia

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Principais produtores de carvão (em milhões de toneladas)

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O carvão mineral pode se apresentar nos seguintes estágios segundo seu teor calorífero ou energético:

• Turfa e linhito, com baixo percentual de carbono, ou seja com baixo teor calorífero

• Hulha e antracito, com alto teor calorífero.• O tipo de carvão mais encontrado é a hulha

ou carvão propriamente dito, substância de cor negra, sólida, que pode ser transformada em carvão metalúrgico ou coque.

• O antracito é o tipo mais raro de carvão, atingindo até 96% de teor de carbono.

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Principal uso do carvão

• Na geração de energia elétrica pelas termelétricas e na produção de aço nas siderúrgicas, onde altos-fornos exigem carvão com alto teor calorífero e que não possua resíduos

• Como matéria prima do setor carboquímico na produção de corantes, tintas, inseticidas, fertilizantes, plásticos, entre outros.

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• Carvão comercializado para uso nas residências é de origem vegetal, produzido com a queima de maneira e de uso bem menos relevante para a matriz energética mundial (é o conjunto de fontes de energia utilizadas.)

• Considerado o motor da Primeira Revolução Industrial, o carvão, durante quase 200 anos, entre meados dos séculos XVIII e XX, foi a fonte de energia mais utilizada.

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O uso do carvão como fonte de energia traz uma série de problemas ambientais, tais como:

• A extração em minas colocam em risco a saúde de milhões de trabalhadores e tira a vida de centenas deles todos os anos, devido a desmoronamentos, explosões e também por causar doenças respiratórias advindas de poluentes existentes nas minas, que são, geralmente, subterrâneas e não tem ventilação adequada;

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• Minas subterrâneas podem desestabilizar o terreno, causando tremores de terra;

• A queima do carvão em termelétricas é uma das principais fontes emissoras de CO2

contribuindo para a poluição do ar e consequente agravamento do efeito estufa

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PETRÓLEO

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PRIMEIRO POÇO DE PETRÓLEO Em 27 de agosto de 1859, o ‘coronel’ norte-americano Edwin Drake constrói a primeira torre de petróleo na Pensilvânia, nos Estados Unidos. O líquido jorra quando o poço atinge 23 metros de profundidade. O petróleo era então utilizado como combustível para as lamparinas a óleo, mas pouco depois passou a ser destilado para produzir carburantes como o querosene. Tem início a febre do ouro negro: a descoberta de novas jazidas faria surgir cidades em pleno deserto nos EUA.

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PRIMEIRO POÇO PETRÓLEO NO BRASIL

O primeiro poço de petróleo do país, denominado poço Lobato, foi instalado em 1939, no Recôncavo Baiano. No entanto, a produção comercial só começou efetivamente e 3 de outubro de 1953, com a criação da Petrobrás, empresa estatal que exerceu até 1997, o monopólio da pesquisa, lavra, extração, refino e transporte do óleo e seu derivados e que representou um dos principais projetos de infra estrutura do Estado Brasileiro.

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Formação do petróleo

• Sua formação se dá quando ocorre o soterramento de resto vegetais e animais com baixo suprimento de oxigênio, não havendo a decomposição total desse material. Essa condição ambiental especial é encontrada nas bacias sedimentares

• O petróleo pode se acumular também no estrato rochoso denominado pré-sal no litoral brasileiro. Essa condição geológica foi descoberta, no litoral brasileiro, em 2007, pela Petrobrás.

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Petróleo • Mesmo com o declínio sofrido nas 3 últimas

décadas, o petróleo tem sido a fonte de energia mais utilizada no mundo.

• 1972, antes da chamada crise do petróleo, representava 68% da energia consumida no mundo.

• 2003 essa proporção era de apenas 34,4%, devido ao aumento na produção e consumo de outras fontes, como gás natural, carvão mineral e algumas fontes alternativas de energia.

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• Os combustíveis fósseis, que, além do petróleo, incluem o carvão mineral e o gás natural, respondem por 80% de todas as fontes de energia utilizadas no planeta.

• Por estes recursos não serem renováveis a humanidade encontra-se diante de um grande desafio: mudar sua matriz energética de modo a depender majoritariamente de fontes de energia renováveis que são ecologicamente mais adequadas por não serem poluidoras.

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O petróleo em estado bruto apresenta uma gama diversificada de usos:

• Nas termelétricas é utilizado como combustível, que gera, com sua queima, eletricidade;

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• Nas refinarias, o petróleo bruto é refinado em dois tipos básicos de derivados: os óleos combustíveis, como querosene, o óleo diesel, a gasolina, etc., que são usados na indústria e nos veículos automotores; e as matérias primas, como a nafta, utilizadas pelas indústrias petroquímicas;

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• Partindo da nafta, as indústrias petroquímicas transformam esse produto em diversos outros, os quais serão usados na produção de inúmeros produtos industriais consumidos no dia a dia: plásticos, tecidos, calçados, borrachas sintéticas, corantes, detergentes, asfalto, solventes, resinas, brinquedos, materiais de limpeza, etc.

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Dez maiores produtores de petróleoem milhões de barris por dia

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Processo de refinação de derivados de petróleo

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GÁS NATURAL

• É um composto de hidrocarbonetos leves ( composto químico formado por átomos de hidrogênio e de carbono), como propano, butano e etano, pode ser encontrado em jazidas e está diretamente relacionado à formação de petróleo – gás associado.

• O gás natural é tratado e processado a fim de que as impurezas sejam retiradas.

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* Setor Industrial; * Comercial * Automotiva * ResidênciasOBSERVAÇÃO: Sua queima produz baixa emissão de resíduos e de dióxido de enxofre e é considerado a mais limpa das fontes de energia entre os combustíveis fósseis.

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Gás natural

• É a terceira fonte de energia mais utilizada no mundo, seu crescimento tem sido mais acelerado que o dos demais combustíveis fósseis.

• É mais barato, de fácil transporte por gasodutos, é menos poluente que o petróleo e o carvão mineral.

• Os maiores produtores mundiais são: Rússia, EUA, Canadá, Irã, Argélia, Reino Unido, Países Baixos, Noruega, Indonésia, China.

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Usinas nucleares

O aquecimento do vapor-d’-água é feito

pela fissão nuclear dos átomos de urânio. É uma fonte de energia muito concentrada, de alto rendimento, perigosa, com custo de instalação muito elevado e exige muita tecnologia; por isso, ela é mais produzida nos países desenvolvidos, destacando-se os EUA, os países europeus, o Japão e a Rússia.

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• Tório e urânio são encontrados em quantidades razoáveis no planeta. Submetidos a processos químicos, esses minerais podem gerar energia porque possuem elevada radioatividade. Nas usinas termonucleares, a radioatividade é convertida em calor que, por sua vez, gera energia.

Curiosidade:Com 10 gramas de urânio, por exemplo, é possível

gerar a mesma energia que exigiria mais de 700 quilo de petróleo e 1,2 toneladas de carvão.

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Energia Nuclear brasileira

Em 2006, foi inaugurada, pelas indústrias nucleares do Brasil (INB), a primeira fábrica de enriquecimento de urânio, em Resende, no Rio de Janeiro. A INB é responsável pelo fornecimento do combustível nuclear as indústrias. O Brasil é o dono da sexta maior reserva de urânio

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Principais argumentos do governo militar brasileiro na época para instalação de energia nuclear no Brasil foram os seguintes:• O esgotamento da capacidade de geração de

energia hidrelétrica;• Aquisição de autonomia na construção de usinas

termonucleares, Ponto estratégico nas relações internacionais;

• A diversificação e o crescimento da indústria local;

• A declaração do governo, no início dos anos de 1970, de não ser mais autossuficiente na produção de petróleo.

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A equivalência energética do Urânio

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1 kg delenha

1 KWh 

1 kg decarvão

3 KWh 

1 kg depetróleo

4 KWh 

 1 kg deurânio

50.000 KWh 

Potencial de geração de energia por origem

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GEOGRAFIA ATÔMICA - PINCIPAIS PAÍSES CONSUMIDORES

País % de geração de energia nuclear

Quantidade de usinas nucleares ativas

1 EUA 19.4 104 

2 França 

78.0 59

3 Japão 

30.0 54

4 Inglaterra 

18.4 32

5 Rússia 

15.9 30

6 Canadá 

15.0 20

7 Alemanha 

31.8 19

8 Coréia 

38.0 1 6

9 Índia 

2.8 14

10 Ucrânia 

51.1 13

24 Brasil 

2.2 2 Fonte: International Nuclear Safety Center e WNA

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Produção – concentrado de Urânio

País Ton/anoCanadá 9.820Austrália 7.600Cazaquistão 5.280Níger 3.450Rússia 3.200Namíbia 3.067Brasil 390

Fonte: World Nuclear Association

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• O Urânio apresenta-se como fonte alternativa de energia, na forma de combustível para a energia nuclear. A França, por exemplo, tem 78% da sua geração de energia elétrica produzida por reatores nucleares.

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Reator nuclear

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Angra 1

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Angra 2

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Angra 3

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Usinas hidrelétricas Itaipu

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Usinas hidrelétricas Em 1897, foi construída a Usina

Hidrelétrica de Niágara Falls, primeira hidrelétrica, próxima às cataratas do Niágara, nos Estados Unidos.

No Brasil, a primeira usina construída foi no reinado de D. Pedro II, nas águas do Ribeirão do inferno, afluente do Rio Jequitinhonha, no município de Diamantina MG.

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As usinas hidrelétricas são compostas dos seguintes elementos:

• Barragem• Tubulações• Turbinas• Vertedouro

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Usina hidrelétrica Embora seja uma forma limpa, renovável e

barata de produzir energia, a implantação de uma usina hidrelétrica é relativamente dispendiosa financeiramente e provoca grande impacto ambiental devido ao alagamento, além de ser dependente das condições climáticas do relevo.

Os rios devem possuir grande volume de água e desníveis (quedas d’ água) para que a água possua velocidade suficiente para gerar as turbinas.

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• Países que se destacam na produção de hidroeletricidade por possuírem grande potencial hidráulico são: Brasil, Estados Unidos, Canadá, Rússia e China.

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GRANDES OBRAS HIDRELÉTRICAS NO BRASIL.

• Usina Itaipu – Bilateral Brasil e Paraguai ( Rio Paraná)• Usina Tucuruí – Rio Tocantins, Região Norte• Usina Complexo Paulo Afonso – Rio São Fransisco Bahia-

Nordeste• Usina Xingó - Rio São Francisco Nordeste• Usina Belo Monte Rio Xingu Próximo ao município de

altamira no norte do Pará.• Usina Jirau e Santo Antônio – Amazonas no rio Madeiras• Usina Complexo Tapajós – Pará• Usina de Balbina – Município Presidente Figueiredo no

Amazonas. Sua construção tem sido um erro histórico.

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FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

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Fontes alternativas de energia A preocupação com a contaminação do meio

ambiente pela queima de combustíveis fósseis, o rápido esgotamento das formas de energia não renováveis, nas quais se apóia a geração da maior parte de energia utilizada pela sociedade atual, o aumento do consumo e as possíveis crises no fornecimento de petróleo têm levado a humanidade a buscar alternativas energéticas renováveis, abundantes e menos poluentes. Entre as fontes de energia mais pesquisadas destacam-se: a solar, a eólica, a geotérmica, a de biomassa, a dos oceanos e a do álcool.

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Energia solar

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Energia solar

Seu aproveitamento pode ser feito de maneira direta através de células fotovoltaica, que converte a luz solar diretamente em eletricidade

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Em defesa da energia solar

O emprego de energia solar para aquecer, por exemplo, os chuveiros elétricos, reduziria a demanda em 2650 megawatts, potência equivalente a cinco usinas nucleares do porte de Angra I. A energia que incide sobre o Distrito Federal em um ano corresponde à energia gerada por 162 usinas como Itaipu.

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• A falta de ação do governo em promover campanhas e programas de estímulo ao uso de energia solar pode explicar o número ainda insignificantes de consumidores.

• Em Israel, 70% das residências utilizam energia solar.

• Na Alemanha existe um programa de incentivo ao consumidor: mil dólares para quem compra quatro metros quadrados de coletor solar e mais 250 dólares para cada metro adicional.

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• A Energia solar pode ser utilizada de forma ativa ou passiva. A forma ativa envolve a sua transformação em energia térmica ou elétrica, e a forma passiva corresponde à sua utilização para o aquecimento de residências e edifícios.

• A energia é gerada por meio de painéis com células fotovoltaicas ou solares e é armazenada e baterias para ser utilizada em períodos daibaxa intensidade de radiação e também a noite

• A conversão é possível, pois os fótons (energia emitida pelo sol) incidirão sobe os átomos de silício que estão na célula fotovoltaica, emitindo elétrons e gerando, assim, corrente elétrica.

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Energia eólica

• É produzida em lugares onde o vento é intenso e regular.

• Os maiores exploradores dessa fonte são: EUA, China, Índia, Dinamarca, Grécia e Holanda.

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Energia eólica

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Empecilho para Instalação da energia eólica

• O empecilho para a instalação de mais usinas eólicas e o seu alto custo, já que a energia gerada por essa fonte representam em torno de 60% a 70% a mais do que aquela gerada em usinas hidrelétricas.

• Apesar de ser considerada uma fonte de energia limpa, as usinas eólicas emitem ruídos de baixa frequência que podem prejudicar os moradores próximos ( caso estejam localizadas perto de uma área residencial). Além disso, podem causa interferência na transmissão de televisão e, se estiverem instaladas em rotas migratórias de pássaros, podem configurar uma ameaça.

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Energia geotérmica

Sua utilização está relacionada a áreas vulcânicas, onde a água é aquecida no interior da terra, aflorando com altas temperaturas ou em forma de vapor.

Somente a 15 quilômetros de profundidade

é possível obter energia geotérmica.

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Seja onde for que se precise de uma usina de força, utiliza-se um dos dois métodos existentes:• O primeiro método recorre a um só buraco, de

cerca de meio metro de diâmetro. A água fria despejada no buraco é aquecida pelas rochas lá do fundo e retorna sob a forma de vapor, através de um tubo com interior isolado.

• O segundo utiliza diversos buracos mais estreitos. A água lançada em um buraco se infiltra nas rochas quentes e retorna à superfície como vapor, pelos tubos, em buracos de subida.

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A água bombeada em um poço geotérmico retorna à superfície sob a forma de vapor de alta pressão e água superaquecida. O vapor flui para uma turbina e faz os propulsores da turbina girarem, acionando o gerador e produzindo eletricidade. A água pode ser utilizada para fornecer calor a residências e empresas, antes de retornar ao solo.

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Energia geotérmica

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Central Geotérmica em Hellisheidi (Reykjavík - Islândia)

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Energia dos oceanos• Consiste no aproveitamento das ondas e da

subida e decida das marés.

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Energia de biomassa

É a geração de energia por meio de material

ou massa derivada de produtos orgânicos que pode ser queimada ou produzir gás quando em decomposição, como as plantas, os excrementos, lixo doméstico e industrial, madeira, bagaço de cana (dele se extrai o álcool etílico ou etanol), casca de arroz e diversos outros rejeitos.

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• Essa matéria orgânica irá para usinas onde será queimada em fornalhas para produzir o vapor, que, por sua vez, movimentará as turbinas e geradores, produzindo eletricidade.

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Energia de biomassa OBS.: Biomassa é um material constituído

por substâncias de origem orgânica (vegetal, animal e microrganismos). Plantas, animais e seus derivados são biomassa.