ENERGIA, COMBUSTÃO E COMBUSTÍVEIS

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ENERGIA, COMBUSTÃO E COMBUSTÍVEIS
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Energia é um termo que deriva do grego "ergos" cujo significado original é trabalho. 
O conceito de energia é utilizado no sentido corrente para designar o vigor, a firmeza e a força.
A energia não pode ser criada, mas apenas transformada (primeiro princípio da Termodinâmica) e cada uma capaz de provocar fenômenos determinados e característicos nos sistemas físicos.
ENERGIA 
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FONTES DE ENERGIA
As fontes de energia podem ser classificadas conforme a capacidade natural de reposição de seus recursos. Existem, assim, as chamadas fontes renováveis e as fontes não renováveis.
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As fontes renováveis de energia, como o próprio nome indica, são aquelas que possuem a capacidade de serem repostas naturalmente, o que não significa que todas elas sejam inesgotáveis;
Algumas delas, como o vento e a luz solar, são permanentes, mas outras, como a água, podem acabar, a depender da forma como o ser humano faz o seu uso;
Nem toda fonte renovável de energia é limpa, ou seja, está livre da emissão de poluentes ou de impactos ambientais em larga escala.
FONTES RENOVÁVEIS
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TIPOS DE ENERGIA COM FONTES RENOVÁVEIS
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O vento é um recurso energético inesgotável e, portanto, renovável;
Em algumas regiões do planeta, a sua frequência e intensidade são suficientes para a geração de eletricidade por meio de equipamentos específicos para essa função;
Basicamente, os ventos fazem os chamados aero geradores, que ativam turbinas e geradores que convertem a energia mecânica produzida em energia elétrica.
Atualmente, a energia eólica não é tão difundida no mundo em razão do alto custo de seus equipamentos;
Todavia, alguns países já vêm adotando substancialmente esse recurso, com destaque para os Estados Unidos, China e Alemanha;
 A principal vantagem é a não emissão de poluentes na atmosfera e os baixos impactos ambientais.
ENERGIA EÓLICA
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ESQUEMA ENERGIA EÓLICA
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A energia solar é o aproveitamento da luz do sol para a geração de eletricidade e também para o aquecimento da água para uso;
É uma fonte inesgotável de energia, haja vista que o sol – ao menos na sua configuração atual – manter-se-á por bilhões de anos.
Existem duas formas de aproveitamento da energia solar: a fotovoltaica e a térmica;
Fotovoltaica: são utilizadas células específicas que lançam mão do chamado “efeito fotoelétrico” para a produção de eletricidade;
Térmica: utiliza-se o aquecimento da água tanto para uso direto quanto para a geração de vapor, que atuará em processos de ativação de geradores de energia, lembrando que podem ser utilizados também outros tipos de líquidos.
No mundo, em razão dos elevados custos, a energia solar ainda não é muito utilizada. Todavia, gradativamente, seu aproveitamento vem crescendo tanto com a instalação de placas em residências, indústrias e grandes empreendimentos quanto com a construção de usinas solares especificamente voltadas para a geração de energia elétrica.
ENERGIA SOLAR
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ESQUEMA ENERGIA SOLAR
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A energia hidrelétrica é a obtenção de energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico de um rio;
Para que esse processo seja realizado é necessária a construção de usinas em rios que possuam elevado volume de água e que apresentem desníveis em seu curso.
A força da água em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa por tubulações da usina com muita força e velocidade, realizando a movimentação das turbinas. Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (energia da água) em energia mecânica (movimento das turbinas);
As turbinas em movimento estão conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.
A eficiência energética das hidrelétricas é muito alta, em torno de 95%. O investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo do combustível (água) é nulo.
ENERGIA HIDRELÉTRICA
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ESQUEMA ENERGIA HIDRELÉTRICA
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A energia das marés ou mare motriz é o aproveitamento da subida e descida das marés para a produção de energia elétrica, funcionando de forma relativamente semelhante a uma barragem comum;
Além das barragens, são construídas eclusas e diques, que permitem a entrada e a saída da água durante as cheias e as baixas das marés, o que propicia a movimentação das turbinas;
ENERGIA DAS MARÉS
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ESQUEMA ENERGIA DAS MARÉS
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A energia geotérmica se caracteriza pelo calor proveniente da Terra, é a energia calorífera gerada a menos de 64 quilômetros da superfície terrestre, em uma camada de rochas, chamada magma, que chega a atingir até 6.000°C.
O magma resulta das tremendas pressões abaixo da superfície e do calor gerado pela decomposição de substâncias radioativas, como o urânio e o tório. Encontrando fissuras na crosta terrestre, o magma explode em erupções vulcânicas, ou os gases liberados com o seu resfriamento aquecem águas subterrâneas que afloram na forma de gêiseres ou minas de água quente;
A energia elétrica pode ser obtida através da perfuração do solo em locais onde há grande quantidade de vapor e água quente, estes devem ser drenados até a superfície terrestre por meio de tubulações específicas. Em seguida o vapor é transportado a uma central elétrica geotérmica, que irá girar as lâminas de uma turbina. Por fim, a energia obtida através da movimentação das lâminas (energia mecânica) é transformada em energia elétrica através do gerador.
ENERGIA GEOTÉRMICA
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ESQUEMA ENERGIA GEOTÉRMICA
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A utilização da biomassa consiste na queima de substâncias de origem orgânica para a produção de energia, ocorrendo por meio da combustão de materiais como a lenha, o bagaço de cana e outros resíduos agrícolas, restos florestais e até excrementos de animais;
É considerada uma fonte de energia renovável porque o dióxido de carbono produzido durante a queima é utilizado pela própria vegetação na realização da fotossíntese, o que significa que, desde que haja controle, o seu uso é sustentável por não alterar a macro composição da atmosfera terrestre.
Os biocombustíveis, de certa forma, são considerados como um tipo de biomassa, pois também são produzidos a partir de vegetais de origem orgânica para a geração de combustível, que é empregado principalmente nos meios de transporte em geral. O exemplo mais conhecido é o etanol produzido da cana-de-açúcar, mas podem existir outros compostos advindos de vegetais distintos, como a mamona, o milho e muitos outros.
BIOMASSA
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CICLO ENERGÉTCO DA BIOMASSA
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As fontes não renováveis de energia são aquelas que poderão esgotar-se em um futuro relativamente próximo;
Alguns recursos energéticos, como o petróleo, possuem o seu esgotamento estimado para algumas poucas décadas, o que eleva o caráter estratégico que esses elementos possuem.
FONTES NÃO RENOVÁVEIS
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TIPOS DE ENERGIAS COM FONTES NÃO RENOVÁVEIS
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A queima de combustíveis fósseis pode ser empregada tanto para o deslocamento de veículos de pequeno, médio e grande porte quanto para a produção de eletricidade em estações termoelétricas;
Os três tipos principais são: o petróleo, o carvão mineral e o gás natural, mas existem muitos outros, como o nafta e o xisto betuminoso.
Trata-se das fontes de energia mais importantes e mais disputadas pela humanidade no momento. Segundo a Agência Internacional de Energia, cerca de 81,63% de toda a matriz energética global advém dos três principais combustíveis fósseis acima citados, valor que se reduz para 56,8% quando analisamos somente o território brasileiro. Por esse motivo, muitos países dependem da exportação desses produtos, enquanto outros tomam várias medidas geopolíticas para consegui-los.
COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
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Na energia nuclear, também chamada de energia atômica , a produção de eletricidade ocorre por intermédio do aquecimento da água, que se transforma em vapor e ativa os geradores. Nas usinas nucleares, o calor é gerado em reatores onde ocorre uma reação chamada de fissão nuclear a partir, principalmente, do urânio-235, um materialaltamente radioativo.
Embora as usinas nucleares gerem menos poluentes do que outras estações de operação semelhante (como as termoelétricas), elas são alvo de muitas polêmicas, pois o vazamento do lixo nuclear produzido ou a ocorrência de acidentes podem gerar graves impactos e muitas mortes. No entanto, com a emergência da questão sobre o aquecimento global, o seu uso vem sendo reconsiderado por muitos países.
ENERGIA NUCLEAR
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	ESQUEMA ENERGIA NUCLEAR
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COMBUSTÃO
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É uma reação química, mais especificamente como sendo uma reação de oxidação a alta temperatura, e assim sendo, necessitando de uma energia de ativação, obtida normalmente pela elevação de temperatura em um ponto de combustível;
 Para que ocorra uma reação de combustão, devem estar presentes simultaneamente, o combustível, o comburente e a energia de ativação;
 O calor liberado pela reação em um ponto do combustível serve como energia de ativação e o processo se torna auto–ativante e continua até o término de todo o combustível;
 Toda combustão é uma reação de oxidação-redução (transferência de elétrons);
O combustível atua sempre como fonte de elétrons;
 O comburente recebe e fixa os elétrons cedidos pelo combustível, agindo como oxidante.
COMBUSTÃO
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Combustão completa: é aquela na qual são produzidos água (H2O) e gás carbônico (CO2). Sua chama é azul. Exemplo: acender um isqueiro ou chama do fogão novo.
CH4O + 3/2 O2 → CO + 2 H2O
Exemplo de uma equação de combustão completa do metanol (CH4O)
Combustão incompleta: é aquela na qual são produzidos água e monóxido de carbono (CO), com uma quantidade menor de gás carbônico sendo produzida também. Além desses produtos, essa combustão produz a fuligem (carvão ou carbono). Sua chama é amarelada. Exemplo: queimar madeira.
CH4O + 3/2 O2 → CO + 2 H2O
Exemplo de uma equação de combustão incompleta
Combustão lenta: é aquela na qual não são produzidos luz e calor, além de acontecer de forma muito lenta, é o modelo de combustão que occorre com o ferro. Ele sofre uma combustão, porém não produz gás carbônico e água, produz ferrugem. Exemplo: Formação da ferrugem (Fe2O3) da palha de aço (usada para lavar louça).
2 FE + 3 O2 → 2 Fe2O3
Exemplo de uma equação de combustão lenta
TIPOS DE COMBUSTÃO
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COMBUSTÍVEIS
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Os combustíveis são materiais capazes de liberar energia quando ocorre uma mudança em suas estruturas químicas;
Possuem energia acumulada e podem queimar com certa facilidade;
São usados, principalmente, para gerar energia e movimentar automóveis, aviões, máquinas industriais, etc. Alguns combustíveis são utilizados também para gerar energia elétrica.
COMBUSTÍVEIS
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TIPOS DE COMBUSTÍVEIS
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	A gasolina é um tipo de combustível muito consumido em motores endotérmicos, derivada do petróleo é transformado em gasolina a partir de vários processos, dentre eles a destilação que é o mais comum, em sua composição encontra hidrocarbonetos e uma diversidade de compostos de carbono e hidrogênio, além de compostos de enxofre, nitrogênio e compostos metálicos, todos encontrados em concentrações não muito elevada.
Algumas classificações da gasolina existentes no Brasil:
gasolina do tipo A – 73 octanas- gasolina amarela
gasolina do tipo B – 82 octanas- gasolina azul
gasolina do tipo C – 76 octanas- gasolina + álcool
gasolina verde – cujo NO = 110-130
O octano, é um dos hidrocarbonetos que é encontrado em qualquer tipo de gasolina e tem sua importância por ser uma das principais propriedades do combustível, considera como o que dá o poder antidetonante.
GASOLINA
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	O Diesel é mais um dos combustíveis que é adquirido a partir do petróleo, sua estrutura é composto por átomos de carbono, hidrogênio, e pequenas concentrações de enxofre, nitrogênio e oxigênio, e por sua composição, torna-se tóxico e inflamável. O óleo diesel é muito utilizado em motores que possuem  combustão interna, normalmente automóveis, furgões, ônibus, caminhões, pequenas embarcações marítimas, máquinas de grande porte, locomotivas, navios e aplicações estacionárias, por exemplo, geradores elétricos.
Alguma classificações de Diesel:
Tipo ‘B’ – máximo 0,35% de enxofre
Tipo ‘D’ – máximo 0,2% de enxofre
Tipos ‘S500′ – máximo de 0,05% de enxofre
DIESEL
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O etanol passou a ser utilizado somente em 1970, quando houve a criação do Programa Nacional do Álcool – Proálcool pelo Governo Federal, e a partir dai o etanol passou por várias analises e atualmente está sendo analisada a produção por meio do bagaço e palha de cana-de-açúcar, o que ocasionará em quantidades elevadas de biocombustível. Enquanto esta técnica não é posta em prática ao comércio, o etanol ou também conhecido por álcool etílico pode ser produzido pela extração do milho, da soja, do coco de babaçu, da beterraba, da batata e também da cana-de-açúcar.
Diferentemente do etanol, o metanol é composto a partir da mistura entre carvão e água, criado apenas para utilização temporária devido à falta de álcool na época, o metanol foi retirado do mercado de combustíveis automotores devido ao elevado teor tóxico contido, no entanto, continua sendo muito utilizado nos carros de corridas automobilísticas, por ter uma combustão mais rápida, que promove maior potência ao motor.
ETANOL E METANOL
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Combustível composto por resíduos sólidos da destilação destrutiva e pirólise da madeira e de outros materiais vegetais, muito conhecido por carvão vegetal, é transformado em biomassa devido ao processo de pirólise e de carbonização, principalmente da madeira, e caracterizado como combustível renovável se a extração for de áreas de reflorestamentos ou de resíduos agroindustriais. Outra característica bastante interessante é que por ser mais calórico, ao ser queimado, o carvão vegetal elimina menor quantidade de fumaça, o que é favorável ao meio ambiente e a nós também.
CARVÃO
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Também derivado do petróleo a partir da destilação, este líquido é composto por uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos, naftalênicos e aromáticos, suas principais características é por possuir um elevado grau de solvência, uma evaporação bastante lenta, além de ser insolúvel em água. O querosene é muito utilizado para iluminações, em solventes e também como querosene para aviação, também conhecido por QAV.
QUEROSENE
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Esse combustível em excelência é produzido por uma variedade de matérias-primas, sendo elas diversos óleos vegetais, gordura animal, óleo de fritura, entre outros, por meio de dois processos transesterificação e craqueamento, no Brasil tivemos uma produção de 1,2 bilhões de litros em 2008, e em Janeiro de 2009 passou para 3,7 bilhões de litros, informações dadas pela ANP em 2009;
Uma das principais características do biodiesel, é quanto não ser composto de enxofre e óxidos de nitrogênio, o que reduz a emissão de SO causado pelo diesel.
BIODIESEL
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	Obtido a partir de uma mistura entre gases hidrocarbonetos leves e gases inerte com metano, considerado não-tóxico, é o mais seguro dos combustíveis, um exemplo para notar a diferença existentes dos outros, o gás natural é leve e elimina-se na atmosfera, ou seja, caindo assim a probabilidade de qualquer tipo de inflamação ou explosões, além do mais, para que isso ocorra seria preciso que estivesse à 620°C, sendo que a gasolina à 300°C e o álcool à 200°C já seria suficiente para que houvesse uma explosão. Outra característica, é se usado nos veículos o gás natural elimina menor quantidade de poluentes.
Principais vantagens do uso do Gás Natural nos veículos:
Economia de aproximadamente 70% no valor do combustível
Redução da alíquota do IPVA
Maior vida útil do motor
As características de sua queima são pouco agressivas ao meio ambiente
O Veículo torna-se bicombustível. Sendo que a conversão do carro para o GNV não extingue a capacidade de utilizar o combustível original.
Maior duração de calibração dentro dos limites de poluentes, por ser um sistema estável.
GÁS NATURAL
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Combustível que passa ainda por muitos teste e analises, o hidrogênio é um combustível limpo,por sua combustão, isto é, queima, liberar apenas vapor d’água e óxido de nitrogênio, além de ser encontrado na atmosfera, tem grandes possibilidades de ser usado para substituir o uso da gasolina. O maior problema do hidrogênio, é o mesmo que o do gás natural, apesar de existirem em grande escala, é normalmente encontrado em estado gasoso e para o estocamento é necessário realizar processos para transformá-los em líquido o que é difícil e fica em um custo muito alto.
HIDROGÊNIO
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