Práticas de Geração transmissão e distribuição de energia elétrica

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Indaial – 2021
Práticas de Geração, 
transmissão e 
distribuição de enerGia 
elétrica
1a Edição
Sagah Educação S.A.
Copyright © UNIASSELVI 2021
Elaboração:
Sagah Educação S.A.
Revisão, Diagramação e Produção:
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Conteúdo produzido:
Copyright © Sagah Educação S.A.
Impresso por:
aPresentação
Prezado acadêmico, bem-vindo à disciplina Práticas de Geração, 
Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica.
 
Você, acadêmico da Educação a Distância, deve saber que existem 
fatores importantes para um bom desempenho: disciplina, organização e um 
horário de estudos predefinido para se obter o sucesso. Na sua caminhada 
acadêmica, você é quem faz a diferença. Como todo texto técnico, por vezes, 
denso, você necessitará de papel, lápis, borracha, calculadora científica e 
muita concentração. Lembre-se de que o estudo é algo primoroso. Aproveite 
essa motivação para iniciar a leitura do livro didático.
 
Este livro está dividido em três unidades, que abordam diferentes 
aspectos dos circuitos e das aplicações com amplificadores operacionais.
Na Unidade 1, você estudará o desenvolvimento da sociedade e o 
aumento da sua dependência das fontes de energia, além de analisar algumas 
das principais formas de produção de energia.
Na Unidade 2, serão abordados os tipos e as aplicações das fontes de 
energia renováveis e não renováveis e, ainda, será feita uma análise acerca 
dos equipamentos e dos procedimentos de medição de energia elétrica.
Finalmente, na Unidade 3, será apresentado a respeito do 
fornecimento de energia em diversos níveis de tensão, microgeração, fluxo 
de carga e análise das linhas de tensão.
Apesar deste livro ser um material destinado à formação geral para 
os cursos de Engenharia, é importante que você, prezado acadêmico, tenha 
estudado, previamente, alguma disciplina acerca dos Circuitos Elétricos e 
da Eletrônica Básica, pois diversos temas serão abordados aqui de maneira 
superficial, considerando que estes já sejam do seu entendimento.
Estimamos que, ao término deste estudo, você tenha agregado, a 
sua experiência de acadêmico, um mínimo de entendimento dos circuitos e 
das aplicações, envolvendo o uso de amplificadores operacionais, a fim de 
lidar com esse tema de forma satisfatória nas áreas acadêmica e profissional. 
Destaca-se, ainda, a necessidade do contínuo aprimoramento através de 
atualizações e do aprofundamento dos temas estudados.
Bons estudos!
Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para 
você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novi-
dades em nosso material.
Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é 
o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um 
formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. 
O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagra-
mação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui 
para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.
Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, 
apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilida-
de de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. 
 
Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para 
apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assun-
to em questão. 
Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas 
institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa 
continuar seus estudos com um material de qualidade.
Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de 
Desempenho de Estudantes – ENADE. 
 
Bons estudos!
NOTA
Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela 
um novo conhecimento. 
Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro 
que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você 
terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen-
tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento.
Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo.
Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada!
LEMBRETE
sumário
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA..................................................... 1
TÓPICO 1 — EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA ..................................... 3
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 3
2 TIPOS DE ENERGIA E SEU USO AO LONGO DA HISTÓRIA ............................................... 3
3 ENERGIA E CIDADE ......................................................................................................................... 8
4 AS FONTES RENOVÁVEIS DE GERAÇÃO DE ENERGIA .................................................... 10
RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 16
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 17
TÓPICO 2 — SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA ............................... 21
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 21
2 SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA E MÉTODOS UTILIZADOS .......................... 21
2.1 ENERGIA HIDRÁULICA ............................................................................................................ 22
2.2 ENERGIA TERMELÉTRICA ....................................................................................................... 23
2.3 ENERGIA NUCLEAR .................................................................................................................. 25
2.4 ENERGIA EÓLICA ....................................................................................................................... 25
2.5 ENERGIA SOLAR ......................................................................................................................... 26
3 DIFERENÇAS ENTRE SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA ..................................... 27
4 FONTES DE ENERGIA .................................................................................................................... 28
4.1 AS FONTES RENOVÁVEIS ........................................................................................................ 29
4.2 AS FONTES NÃO RENOVÁVEIS .............................................................................................. 30
RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 32
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 33
TÓPICO 3 — ENERGIA EÓLICA, NUCLEAR, SOLAR E GEOMÉTRICA – 
 HIDROELÉTRICAS .................................................................................................... 35
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 35
2 A GERAÇÃO DE DIFERENTES FORMAS DE ENERGIA ....................................................... 35
2.1 GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA ........................................................................................... 36
2.2 GERAÇÃO DE ENERGIA HÍDRICA ........................................................................................ 36
2.3 GERAÇÃO DE ENERGIA NUCLEAR ......................................................................................37
2.4 GERAÇÃO DE ENERGIA GEOTÉRMICA ............................................................................... 38
2.5 GERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR ............................................................................................. 39
3 GERAÇÃO DE ENERGIA: ASPECTOS AMBIENTAIS ............................................................. 39
3.1 ASPECTOS DA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA .............................................................. 40
3.2 ASPECTOS DA GERAÇÃO DE ENERGIA HÍDRICA ............................................................ 42
3.3 ASPECTOS DA GERAÇÃO DE ENERGIA NUCLEAR.......................................................... 42
3.4 ASPECTOS DA GERAÇÃO DE ENERGIA GEOTÉRMICA .................................................. 43
3.5 ASPECTOS DA GERAÇÃO DE ENERGIA SOLAR ................................................................ 43
4 O USO DA PRODUÇÃO DE ENERGIAS RENOVÁVEIS ........................................................ 44
LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................ 48
RESUMO DO TÓPICO 3..................................................................................................................... 53
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 54
REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................... 56
UNIDADE 2 — FONTES DE ENERGIA .......................................................................................... 59
TÓPICO 1 — ENERGIA SOLAR E OUTRAS FONTES DE ENERGIA ..................................... 61
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 61
2 FONTES DE ENERGIA RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS ............................................. 61
3 VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ENERGIA SOLAR .................................................... 63
4 VANTAGENS E DESVANTAGENS DA APLICABILIDADE DE OUTRAS 
 FONTES DE ENERGIA NAS EDIFICAÇÕES ............................................................................. 66
5 A BIOMASSA COMO FONTE ALTERNATIVA DE ENERGIA .............................................. 67
6 A APLICAÇÃO DE CÉLULAS COMBUSTÍVEIS ....................................................................... 69
6.1 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO .................................................................................................... 71
7 O HIDROGÊNIO COMO FONTE ALTERNATIVA DE ENERGIA ........................................ 72
RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 74
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 75
TÓPICO 2 — VISÃO GERAL DE CIRCUITOS E DE SISTEMAS ELÉTRICOS ..................... 77
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 77
2 SISTEMAS DE SINAL DE BAIXA TENSÃO ............................................................................... 77
3 CIRCUITO DE CAMPAINHA ........................................................................................................ 79
4 CONCEITOS DE MEDIÇÃO DE POTÊNCIA E ENERGIA ..................................................... 81
5 INSTRUMENTOS PARA MEDIÇÃO DE POTÊNCIA E ENERGIA....................................... 84
6 TÉCNICAS DE MEDIÇÃO DE POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA 
 EM CORRENTES ALTERNADAS ................................................................................................. 87
RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 92
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 93
TÓPICO 3 — TIPOS DE SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO ........................................................... 95
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 95
2 SISTEMAS ELÉTRICOS DE ALIMENTAÇÃO .......................................................................... 95
2.1 GERAÇÃO ..................................................................................................................................... 97
2.2 TRANSMISSÃO ............................................................................................................................ 98
2.3 DISTRIBUIÇÃO ............................................................................................................................ 99
3 HISTÓRICO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS DE ALIMENTAÇÃO ...................................... 100
3.1 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS NO BRASIL E AS NORMAS PARA BAIXA TENSÃO ...... 102
4 ELEMENTOS DOS SISTEMAS ELÉTRICOS DE ALIMENTAÇÃO ..................................... 102
LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 105
RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 107
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 108
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 110
UNIDADE 3 — ANÁLISE DO FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA ...................... 113
TÓPICO 1 — CRITÉRIOS DE ALIMENTAÇÃO PELAS CONCESSIONÁRIAS 
 E MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA ................................................................... 115
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 115
2 FORNECIMENTO DE ENERGIA ................................................................................................ 116
3 TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA .............................................................................. 118
4 TRANSFORMADORES REDUTORES DE TENSÃO .............................................................. 121
5 O QUE É MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA? ......................................................................... 123
5.1 MODELO FEED-IN .................................................................................................................... 124
5.2 MODELO NET METERING ...................................................................................................... 124
5.3 ENERGIA SOLAR E MICROGERAÇÃO DISTRIBUÍDA ..................................................... 125
6 SISTEMA DE ENERGIA SOLAR AUTÔNOMO E CONECTADO À REDE ...................... 126
RESUMO DO TÓPICO 1................................................................................................................... 129
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 130
TÓPICO 2 — FLUXO DE CARGAS ................................................................................................ 135
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 135
2 FLUXO DE CARGA ......................................................................................................................... 135
3 MODELAGEM DE LINHAS DE TRANSMISSÃO .................................................................. 139
4 MODELAGEM DE TRANSFORMADORES ............................................................................. 142
5 TIPOS DE CARGA DO SOLO ESUA ORIGEM ...................................................................... 144
5.1 CARGAS PERMANENTES ....................................................................................................... 145
5.2 CARGAS VARIÁVEIS ................................................................................................................ 146
6 IMPORTÂNCIA DAS CARGAS ELÉTRICAS NAS PROPRIEDADES 
 QUÍMICAS DOS SOLOS .............................................................................................................. 148
6.1 ADSORÇÃO DE CÁTIONS E DE ÂNIONS ........................................................................... 148
6.2 CAPACIDADE DE TROCA CATIÔNICA .............................................................................. 150
RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 151
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 152
TÓPICO 3 — MALHA DO ATERRAMENTO .............................................................................. 155
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 155
2 ATERRAMENTO ELÉTRICO ........................................................................................................ 155
3 ESQUEMAS DE ATERRAMENTO E EQUIPOTENCIALIZAÇÃO ...................................... 157
3.1 ESQUEMA TN............................................................................................................................. 158
3.2 ESQUEMA TT ............................................................................................................................. 159
3.3 ESQUEMA IT .............................................................................................................................. 160
3.4 EQUIPOTENCIALIZAÇÃO ...................................................................................................... 160
4 DIMENSIONANDO ELETRODOS DE ATERRAMENTO ..................................................... 161
LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 164
RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 170
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 171
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 173
1
UNIDADE 1 — 
A SOCIEDADE E AS FONTES DE 
ENERGIA
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
PLANO DE ESTUDOS
A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de:
• definir como a evolução urbana se relaciona com a energia;
• explicar como o sistema energético interfere na evolução urbana;
• exemplificar sistemas de geração de energia tradicionais e sustentáveis;
• avaliar as vantagens do uso de energias limpas;
• descrever sistemas e métodos de produção de energia;
• diferenciar as gerações de energia eólica, nuclear, solar, geotérmica e hídrica;
• determinar os aspectos ambientais das gerações de energia eólica, hídrica, 
nuclear, geotérmica e solar;
• analisar o uso da produção de energias renováveis.
 Esta unidade está dividida em três tópicos. No fim de cada um 
deles, você encontrará atividades que reforçarão o seu aprendizado.
TÓPICO 1 – EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
TÓPICO 2 – SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
TÓPICO 3 – ENERGIA EÓLICA, NUCLEAR, SOLAR E GEOMÉTRICA – 
HIDROELÉTRICAS
Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos 
em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá 
melhor as informações.
CHAMADA
2
3
TÓPICO 1 — 
UNIDADE 1
EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
1 INTRODUÇÃO
Nesta unidade, você estudará como o homem desenvolveu os principais 
sistemas de geração de energia e os tipos de energia consumidos desde a 
Antiguidade até os dias de hoje. Você verificará de que maneira a sociedade 
evoluiu a partir do advento do consumo energético e como isso influenciou no 
desenvolvimento da vida urbana. Ainda, você identificará formas alternativas 
para a captação da energia elétrica, o principal tipo de consumo energético do 
planeta. Ao fim da unidade, será explicado como a evolução dos sistemas de 
geração de energia pode transformar a vida do homem dentro e fora das grandes 
cidades nas próximas décadas.
2 TIPOS DE ENERGIA E SEU USO AO LONGO DA HISTÓRIA
A história do desenvolvimento energético pode ser confundida com a 
própria evolução da sociedade humana. A busca do homem por formas de otimizar 
o dia a dia existe desde os tempos da pedra lascada. No período Paleolítico, o ser 
humano, ainda nômade, buscava energia para se aquecer, alimentar-se e iluminar 
os períodos em que não contava com a luz solar, e atingiu esses objetivos por 
meio do fogo.
Já no período Neolítico, o homo sapiens desenvolveu as primeiras 
técnicas de armazenamento da energia excedente, quando iniciou a fabricação 
de cerâmicas, olaria, artesanato e, até mesmo, a construção. Esse avanço, 
concomitantemente ao desenvolvimento da agricultura e da domesticação dos 
animais, foi crucial para que o homem deixasse de ser nômade para se tornar 
sedentário. As grandes civilizações do mundo antigo (aproximadamente, 4000 
a.C.) passaram a fazer a conversão energética a partir da água e do vento, o que 
gerou um grande salto evolutivo na agricultura e na pecuária.
Ainda, a partir da Idade Média, o desenvolvimento de equipamentos 
mecânicos tornou possível a multiplicação da força extraída das diferentes fontes 
energéticas. Os egípcios foram pioneiros na utilização do vento para o transporte, 
por meio da navegação. Vem, da China e da Pérsia, a cultura dos moinhos, aparato 
criado para fazer a moagem mecânica de grãos por meio da energia proveniente 
da água.
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
4
FIGURA 1 – MOINHO DE ÁGUA
FONTE: <Shutterstock.com>. Acesso em: 9 abr. 2021.
Os moinhos chegaram à Europa no século XIII, e foram adaptados para 
serem utilizados nas indústrias têxtil, madeireira e metalúrgica. A primeira versão 
do moinho de vento foi patenteada na Holanda.
FIGURA 2 – MOINHO DE VENTO NA HOLANDA
FONTE: <Shutterstock.com>. Acesso em: 9 abr. 2021.
O século XVII também foi marcado pela invenção da máquina a vapor, 
adaptada para acionar equipamentos industriais e meios de transporte, como 
as locomotivas. A invenção da máquina a vapor foi responsável por tornar a 
Inglaterra o primeiro país industrial do mundo. Aliado a isso, no processo que 
culminou na Revolução Industrial, houve a substituição da lenha pelo carvão 
mineral fóssil nas máquinas a vapor. O carvão se manteve como o principal 
combustível usado no mundo até a década de 1960, quando foi ultrapassado pelo 
petróleo e pelos seus derivados.
Com o advento da indústria automotiva, houve, também, um grande 
crescimento no consumo de petróleo. A partir da fundação da indústria petrolífera, 
o petróleo passou a ser matéria-prima para outros combustíveis, como gasolina, 
óleo diesel, além de produtos plásticos e asfalto, por exemplo. A extração e a 
TÓPICO 1 — EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
5
industrialização do petróleo podem causar contaminações ambientais, liberação 
de gases tóxicos, emissão de calor e potencialização da ocorrência de desastres 
naturais. Isso, aliado à instabilidade do preço, os conflitos gerados a partir da sua 
extração, além de ser uma fonte não renovável de energia, traz a necessidade da 
sociedade contemporânea de substituí-lo por outras formas de obtenção energética.
A eletricidade foi descoberta ainda no século XVI, porém, a utilização 
para o consumo direto, em forma de luz elétrica,foi demonstrada por Thomas 
Edison, em 1882, quando ele descobriu a geração de corrente contínua para 
acender um filamento, a lâmpada. A corrente elétrica pode ser transmitida por 
longas distâncias, o que possibilitou o seu uso nos centros urbanos.
Até a década de 1970, em função da abundância dos combustíveis fósseis e 
da competitividade das usinas hidrelétricas e termelétricas, a pesquisa por fontes 
renováveis não obteve muito investimento. O processo de geração de energia, 
por meio de usinas hidrelétricas, apesar de corresponder a uma fonte renovável, 
causa muito impacto ambiental, com o desmatamento e as disfunções da fauna 
e da flora a partir das represas. As usinas termelétricas, geralmente, utilizam 
combustíveis fósseis, como o carvão ou o óleo, e, por isso, não são renováveis.
FIGURA 3 – USINA HIDRELÉTRICA DE ITAIPU, NA DIVISA ENTRE BRASIL E PARAGUAI 
- DISFUNÇÕES AMBIENTAIS EM FUNÇÃO TANTO DA CONSTRUÇÃO QUANTO DA 
NECESSIDADE DE REPRESAR ÁGUA 
FONTE: Adaptada de <Shutterstock.com>. Acesso em: 9 abr. 2021.
Como fontes renováveis para a obtenção de energia, pode-se citar a biomassa, 
a energia eólica, a energia solar e a energia nuclear. Essas são algumas fontes alternativas 
que podem gerar a energia elétrica, que é uma energia secundária (obtida a partir de fontes 
de energia primária). Atualmente, a energia elétrica é a energia mais utilizada em todo o 
mundo para as mais diversas finalidades, tanto em escala doméstica quanto industrial.
ATENCAO
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
6
A energia nuclear, apesar de ser considerada limpa pela baixa emissão de 
CO2 e demais gases que contribuem para o efeito estufa, possui grande rejeição, 
já que pode provocar impactos socioambientais severos ao longo da cadeia 
produtiva do urânio. Além disso, há um trauma relacionado com os grandes 
desastres das usinas de Chernobil e Fukushima, por exemplo.
Há um movimento muito grande, na atualidade, em favor de práticas 
renováveis de obtenção de energia que possam ser economicamente viáveis e 
não prejudiciais ao meio ambiente. A energia solar, por exemplo, obtida a partir 
de células fotovoltaicas e armazenada em forma de baterias, já é amplamente 
utilizada nos Estados Unidos e na Europa. No Brasil, a abundância dos ventos 
faz com que a energia eólica ganhe muito espaço. A utilização de biomassa, isto 
é, de fontes orgânicas que fazem a transformação da energia solar em energia 
química e, então, produzem combustíveis, como o biodiesel e o etanol, também 
tem ganhado muito espaço nos últimos anos. Entretanto, a transição é muito 
lenta, principalmente, nas cidades, nas quais os meios de transporte ainda são, em 
esmagadora maioria, alimentados por meio de derivados do petróleo. É preciso 
uma total renovação de frota para que se altere a fonte da energia.
Uma pilha também é uma forma de obtenção de eletricidade a partir 
de processos químicos. Embora, fisicamente, sejam tratadas como sinônimos, 
popularmente, pilhas são dispositivos de formato cilíndrico, e baterias são as de 
carro (chumbo-ácido) e as de equipamentos eletrônicos, como telefones celulares. 
No caso de pilhas comuns, os eletrodos são, normalmente, um pino central de 
carvão e um invólucro de zinco, e o eletrólito é uma pasta de cloreto de amônio. 
Já as pilhas alcalinas possuem, geralmente, eletrodos à base de aço revestido em 
níquel e zinco, tendo, como eletrólito, uma solução de hidróxido de potássio. Nos 
dois casos, podem, ainda, ser adicionados mercúrio, cádmio, índio e/ou chumbo, 
com o intuito de diminuir a corrosão do zinco, além de aumentar a eficiência.
O acidente nuclear de Chernobil, ocorrido na cidade ucraniana de mesmo nome, 
em 1986, deu-se a partir de uma explosão no interior da usina nuclear. A partir disso, grandes 
quantidades de partículas radioativas foram lançadas na atmosfera, espalhando-se por boa 
parte do território da antiga União Soviética e Europa Ocidental. Foi o pior acidente nuclear 
já registrado e, nos mais de 30 anos que o separam da atualidade, mais de 100 mil pessoas já 
foram contaminadas pela radiação, adquirindo doenças ou morrendo em decorrência dela.
O acidente de Fukushima aconteceu a partir de um terremoto que atingiu o Japão, em 
2011, ocasionando o derretimento de três reatores nucleares, contaminando o solo, os 
lençóis freáticos e o oceano. Até hoje, não se tem uma estimativa segura da extensão da 
contaminação e do número de vítimas. Esses dois acidentes são os únicos da história com 
classificação 7 — a máxima — na Escala de Acidentes Nucleares.
IMPORTANT
E
TÓPICO 1 — EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
7
As baterias de celular ou pilhas recarregáveis possuem um princípio 
de funcionamento semelhante ao da bateria usada nos carros, o que permite a 
recarga por várias vezes. Os eletrodos são, normalmente, de níquel e de cádmio, 
e, o eletrólito de hidróxido, de potássio.
Por apresentar metais na composição e outros componentes potencialmente 
tóxicos, além da destinação final difícil e onerosa, o descarte de pilhas e baterias 
mereceu legislação específica. Deve haver o descarte seletivo obrigatório por parte 
dos consumidores e a coleta, disposição e reciclagem por parte dos fabricantes e/
ou importadores. A legislação estabelece, ainda, limites máximos para a utilização 
de alguns metais, como mercúrio e cádmio, na composição de pilhas e de baterias 
chumbo-ácido.
As células a combustível também são formas químicas de obtenção de 
energia. Essencialmente, elas são compostas de um ânodo, que é seu terminal 
negativo, um cátodo, um eletrólito e um catalisador. O combustível dessas células, 
normalmente, é o gás hidrogênio, embora outros, como o metanol, também 
possam ser usados. No eletrólito, é comum o uso de uma membrana de troca 
de prótons, que é livremente atravessada por prótons e bloqueia a passagem 
dos elétrons. Quando o hidrogênio gasoso entra em contato com o catalisador, a 
sua molécula se dissocia, formando dois íons H+ e dois elétrons. Os prótons são 
conduzidos através da membrana até o cátodo, enquanto os elétrons são forçados 
a percorrer um circuito externo (gerando a eletricidade) para chegar ao cátodo. 
Simultaneamente, oxigênio molecular (O2), ou, até mesmo, ar, é comprimido pelo 
catalisador sobre o cátodo, formando dois átomos de oxigênio que atraem íons 
H+ através da membrana e, com os elétrons que percorreram o circuito externo, 
formam moléculas de água como gás de escape.
Como processos físicos de obtenção de eletricidade, destacam-se 
os geradores, as células fotovoltaicas e os cristais piezoelétricos. As células 
fotovoltaicas se baseiam no efeito fotoelétrico e são construídas a partir de 
placas conectadas de materiais semicondutores convenientemente dopados, 
por exemplo, com fósforo e boro, para que uma placa tenha tendência a doar 
elétrons e, a outra, tenha tendência a recebê-los, respectivamente. A luz, ao ser 
absorvida pelo semicondutor, pode fornecer energia aos elétrons do eletrodo 
doador em quantidade suficiente para que eles se movam livremente pelo 
material em direção ao receptor, gerando, dessa forma, uma corrente elétrica. A 
luz, normalmente, utilizada para fazer funcionar as células fotovoltaicas, é a do 
sol e, por essa razão, tais dispositivos também são chamados de células solares. 
A eficiência da conversão de energia luminosa em elétrica é baixa, limitando-se, 
atualmente, a cerca de 30%. Além disso, o alto custo das placas semicondutoras 
ainda dificulta a aplicação, em grande escala, das células solares. Atualmente, a 
fotoeletricidade é largamente empregada em dispositivos eletrônicos de baixo 
consumo de energia, como calculadoras e relógios.
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
8
Calcula-se que, no mundo inteiro, haja uma potência instalada de quase 
8 GW em “usinas” fotovoltaicas, sendo metade na Alemanha. Uma das maiores 
usinas fotovoltaicas em operação no mundo fica em Portugal, e tem capacidade 
de gerar 11 MW. No Brasil, há uma única central fotovoltaica,de 20,5 kW, em 
Nova Mamoré, Rondônia. Há, ainda, no país, aplicações da fotoeletricidade para 
bombeamento de água para irrigação, radares em estradas, além de projetos-
piloto de iluminação pública, eletrificação de escolas, postos de saúde e de 
dessalinização de água. Muitos são sistemas ainda experimentais, adotados, 
em geral, em comunidades rurais e/ou isoladas, nas quais o acesso aos meios 
convencionais de geração de energia elétrica é muito difícil.
Os cristais piezoelétricos podem, também, ser empregados como geradores 
de eletricidade. Alguns materiais cristalinos, sendo, o mais comum deles, o 
quartzo, possuem a propriedade de produzir eletricidade quando submetidos à 
pressão, a piezo-eletricidade. Pelos custos envolvidos e pela dificuldade de se 
gerarem grandes correntes, essa forma de geração encontra aplicação limitada, 
por exemplo, em componentes eletrônicos e microfones.
A forma mais comum para geração de grandes quantidades de energia 
elétrica, suficientes para abastecer fábricas ou cidades, é, sem dúvida, o gerador 
elétrico. Esse tipo de gerador é uma aplicação prática do fenômeno da indução 
magnética, baseado no princípio de que a variação do campo magnético agindo 
sobre um material condutor gera o movimento ordenado dos seus elétrons livres. 
Ligando-se as extremidades do condutor a um circuito externo, tem-se uma 
corrente elétrica percorrendo o circuito. A variação do campo magnético pode 
ocorrer quando um ímã é movimentado nas vizinhanças de um fio ou quando o 
ímã é mantido fixo e o condutor é movimentado.
A seguir, estudaremos a relação da energia com o desenvolvimento e a 
modernização dos centros urbanos.
3 ENERGIA E CIDADE
A eletricidade é muito importante no processo de evolução das sociedades, 
não só impulsionando a industrialização, mas, também, alterando a estrutura 
urbana, por meio de sistemas de iluminação, transportes, aparelhos domésticos 
etc. O uso de energia elétrica impulsionou a urbanização, promovendo diversas 
mudanças. As atividades, antes mediadas pelo dia e pela noite, agora, podem se 
estender por mais tempo.
Há alguns fatores cruciais que fazem com que a energia gerada chegue aos 
consumidores. O primeiro é a maneira de transmiti-la. Com o início da utilização 
da energia elétrica, foi necessário o planejamento de uma estrutura de linhas de 
transmissão dentro das cidades, de modo que a energia chegue para todas as 
residências e indústrias. Todos conhecemos os fios elétricos, que, de maneira a 
facilitar a sua instalação, são externos, mas também podem ser subterrâneos. 
TÓPICO 1 — EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
9
Além disso, é necessário construir subestações em pontos estratégicos da cidade, 
nos quais transformadores adaptam a tensão chegada da usina, para que possa 
ser consumida.
FIGURA 4 – SUBESTAÇÃO DE ENERGIA - EQUIPAMENTO COMUM E NECESSÁRIO NAS CIDADES
FONTE: O autor
A Revolução Industrial foi um marco no desenvolvimento das cidades. 
Impulsionada, também, pela energia elétrica, durante a Revolução, as máquinas 
passaram a substituir a força humana e dos animais e a liberar o tempo do ser 
humano para a sua função intelectual, inclusive, a de inventar novos aparelhos 
que facilitassem o seu próprio cotidiano.
O advento do automóvel e de aparelhos eletrodomésticos mudou 
completamente a rotina das pessoas, o que também refletiu no desenvolvimento 
urbano.
É possível concluir que, quanto mais um país investe no setor energético, 
mais ele se desenvolve, já que a utilização de energia está intimamente ligada com 
a evolução da sociedade por meio da urbanização, das transições demográficas 
e dos sistemas de governo. Há uma diferença brutal entre o consumo de energia 
dos países pobres e dos mais ricos e que a escala da economia de um país pode 
ser medida pelo consumo energético.
Com o aumento da produção industrial, foi necessário, para escoar 
a produção, implementar melhores soluções de transporte, incentivando a 
construção de estradas, aeroportos, ferrovias e rotas aquáticas. Isso fez com que a 
mobilidade passasse por um grande avanço.
O aumento da produtividade gerou a invenção de novos setores da 
indústria da sociedade, aqueles que não apenas se dedicam a sanar as necessidades 
básicas do ser humano, mas, também, proporcionam o aumento da qualidade de 
vida por meio de equipamentos de lazer e de prazer humanos. Nos países em 
que a industrialização foi mais evidente, como Europa e Estados Unidos, esses 
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
10
processos ocorreram de forma mais equilibrada em todos os setores, gerando 
menos desigualdade social. O consumo energético possibilitou a construção 
de cidades maiores, com infindáveis alternativas de moradia, trabalho, lazer e 
qualidade de vida para os seus habitantes.
Estamos habituados a conviver com a eletricidade em atividades 
corriqueiras, por meio de iluminação e climatização artificiais, abertura e 
fechamento de portas, sistemas de segurança, computadores, semáforos, estações 
de tratamento de esgoto, equipamentos hospitalares, gadgets domésticos, 
todos impulsionados pela abundância de energia. Entretanto, com o aumento 
populacional, principalmente, nos grandes centros, a demanda energética 
também sofreu severa expansão. Em meados do século XX, acompanhamos o 
boom dos equipamentos eletroeletrônicos, e, com a abundância dos combustíveis 
fósseis, construímos cidades que chegam a desperdiçar a energia produzida.
Atualmente, lidamos, de maneira natural, com os frequentes blecautes 
ocorridos nas grandes cidades, os conflitos gerados pelo controle da extração de 
petróleo e produção dos seus derivados e o aumento do custo de vida gerado pelo 
aumento do valor da energia e dos combustíveis. É chegada a hora de repensar no 
nosso consumo energético e na maneira como captamos e distribuímos essa energia.
4 AS FONTES RENOVÁVEIS DE GERAÇÃO DE ENERGIA
Conforme vimos, a captação e a distribuição de energia e de combustíveis, 
na atualidade, dão-se, majoritariamente, por meio de sistemas não renováveis, 
como o petróleo e as termelétricas. Muito da energia elétrica vem, também, das 
hidrelétricas, que, apesar de serem consideradas fontes limpas, produzem muitos 
danos ao meio ambiente.
O mundo todo passa por um momento de conscientização para a redução 
da emissão de gases que colaboram com o efeito estufa e o superaquecimento da 
Terra, assim como para a utilização de fontes renováveis de geração de energia. 
O Brasil, com o seu amplo território e os seus grandes ventos, tem um grande 
potencial de geração de energia eólica e já começou a produzi-la.
Edifícios que possuem desperdício energético, por exemplo, são aqueles que, por 
não serem adaptados ao local, produzem microclimas que exigem o total condicionamento 
dos seus espaços internos. Plantas baixas mal projetadas exigem a constante iluminação 
artificial, mesmo nos períodos mais iluminados do dia. Também deixamos de captar a luz 
solar por ainda não termos desenvolvido os equipamentos de captação dessa energia em 
larga escala para todos os níveis sociais.
NOTA
TÓPICO 1 — EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
11
A energia eólica se caracteriza pelo aproveitamento da energia cinética 
dos ventos para transformá-la em energia elétrica. A primeira turbina eólica 
conectada à rede de energia elétrica foi instalada em 1976, na Dinamarca. As 
turbinas eólicas precisam ser instaladas em locais com grande incidência de 
ventos, comumente, em faixas litorâneas. As turbinas precisam se conectar com as 
redes de distribuição elétrica. Tal fato, com o ruído das turbinas e as interferências 
eletromagnéticas do material utilizado para a sua fabricação, são os principais 
pontos negativos desse sistema. É uma energia completamente renovável, e os 
custos para a sua instalação caem ano após ano. O Brasil ainda está muito aquém 
da produção de países desenvolvidos, como Estados Unidos e Alemanha, mas 
tem recebido incentivos para aumentá-la.
FIGURA 5 – TURBINAS DE GERAÇÃO DEENERGIA EÓLICA
FONTE: Adaptada de <Shutterstock.com>. Acesso em: 9 abr. 2021.
Os problemas ambientais causados pelos geradores eólicos são mínimos 
quando comparados com os provocados por outras formas de obtenção de 
eletricidade. Os mais graves são a poluição visual, os acidentes com aves e a 
geração de ruídos e de interferências.
Uma grande vantagem da energia eólica é que, assim como a hidráulica 
e a solar, não há consumo de combustível. A manutenção dos equipamentos é 
considerada barata, porém, a sua instalação e a produção de eletricidade são 
caras. A Tabela 6.5 apresenta os custos de produção de várias formas de obtenção 
de energia elétrica, segundo a ANEEL.
Considera-se que, para que uma usina eólica seja técnica e comercialmente 
viável, ela deve ser instalada em regiões de ventos superiores a 7 m/s, o que 
representa uma potência de 500 W/m2. A 50 m de altura, essas condições de 
vento só ocorrem em 13% da superfície terrestre, e, ainda assim, esses ventos não 
são constantes. Em função disso, os que criticam a energia eólica se apoiam no 
fato de que a usina está sujeita a ventos viáveis somente em parte do período de 
operação. Outro problema é que as regiões onde ocorrem os ventos ideais podem 
ser áreas densamente povoadas, industrializadas, montanhosas etc.
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
12
As turbinas eólicas devem ser produzidas com desenho aerodinâmico, 
visando à máxima força resultante para empurrar as suas pás para cima. São, 
normalmente, construídas com um número pequeno de pás (geralmente, 3), para 
facilitar o escoamento do vento. Elas devem, ainda, estar acopladas a sensores de 
vento e a controladores de giro para se adaptar a eventuais variações. A distância 
do eixo de rotação à ponta das pás, o raio do rotor, pode chegar a 60 m, e cada 
turbina, em uma usina eólica, está, em média, a 50 m do solo, quando instalada 
no litoral, e, a 70 m, no interior. Essas medidas estão aumentando ao longo do 
tempo, o que, muitas vezes, viabiliza a colocação de um aerogerador em local 
anteriormente não indicado. O diâmetro do rotor, D, determina a distância com 
que uma turbina pode ser instalada em relação a uma outra, sem que a primeira 
atrapalhe o rendimento da segunda. Recomenda-se que duas turbinas não sejam 
instaladas paralelamente, e sim que a separação entre elas seja de, no mínimo, 
cinco diâmetros de distância lateral e 10 diâmetros de distância longitudinal.
Outra forma renovável de captação de energia são as placas solares. Os 
painéis compostos por células fotovoltaicas captam a luz solar e a transformam 
em energia elétrica, que, então, é armazenada em baterias ou conectada ao sistema 
local de abastecimento de energia. Apesar de ainda possuírem preço elevado no 
Brasil, têm sido utilizadas cada vez mais, já que temos uma ampla capacidade de 
captar a luz solar. Na Alemanha, após um programa de incentivo do governo, 
a maior parte da energia elétrica passou a ser produzida por meio de sistemas 
renováveis, principalmente, as placas fotovoltaicas, mesmo o país não estando 
nas condições mais favoráveis para a captação da luz solar.
FIGURA 6 – CASAS COM PAINÉIS FOTOVOLTAICOS NA EUROPA
FONTE: Adaptada de <Shutterstock.com>. Acesso em: 9 abr. 2021.
 
O grande desafio que temos é a adaptação dessas tecnologias — muito 
mais recentes do que as tradicionais — ao pleno funcionamento na rotina das 
cidades. O que se percebe, atualmente, é uma tentativa global de conciliar 
os interesses comerciais da produção de energia com a preservação do meio 
ambiente, sem prejudicar o consumo energético da população. Essa alternativa 
só será possível por meio da substituição dos sistemas de captação tradicionais, 
isto é, não renováveis, pelas alternativas mais sustentáveis.
TÓPICO 1 — EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
13
Apesar das dificuldades para que a energia solar se torne uma fonte 
confiável e barata de energia, a sua conversão em calor poderia ser mais bem 
explorada com as tecnologias e os custos atuais. Pátios de secagem à luz solar são 
extremamente comuns em agroindústrias, onde coberturas de plástico protegem 
da chuva e funcionam como estufas. Fogões solares têm sido muito divulgados, 
principalmente, em regiões carentes. Versões rudimentares de dessalinizadores 
solares também têm sido utilizadas em áreas nas quais as águas subterrâneas 
costumam ter elevada concentração de sais. Na Califórnia (EUA), existe uma central 
termelétrica híbrida solar/gás de 354 MW, e espelhos parabólicos concentram a 
radiação sobre um tubo de cobre para vaporizar a água que circula por ele.
O aquecimento de água com coletores solares pode representar uma 
grande economia de eletricidade. Tais coletores são, normalmente, colocados nos 
tetos das casas, e placas captam a luz solar e aquecem a água em serpentinas de 
cobre. Esse sistema pode eliminar, ou, pelo menos, diminuir, a necessidade de 
aquecedores a gás e de chuveiros elétricos, somente com os quais se estima que 
o Brasil consuma 20 TWh por ano. Países, como Israel, Espanha, Coreia, Índia, 
China e Alemanha, possuem legislações que exigem que parte do aquecimento 
de água (30 a 70%) seja feita via energia solar.
A energia geotérmica se trata da energia produzida a partir do calor do 
interior da Terra, obtida, geralmente, em lugares do planeta (inexistentes no 
Brasil) onde existem falhas geológicas, ou rachaduras, que podem trazer, para a 
superfície, o calor de regiões a 2 ou até 3 km de profundidade. Os locais onde isso 
acontece são chamados de pontos quentes da Terra e, normalmente, ocorrem em 
fronteiras, entre placas tectônicas.
A energia geotérmica pode ser aproveitada a partir de sistemas 
hidrotérmicos, a partir dos quais a água circula por tubulações que chegam 
próximas às rochas quentes ou aproveitando água quente e/ou vapores, às vezes, 
com temperaturas superiores a 150ª C, que possam existir em rochas porosas ou 
lençóis freáticos. Dessa maneira, essa fonte de energia é considerada renovável, 
mas pode ser esgotada se a taxa de aproveitamento for superior à recarga natural 
ou artificial. Esse tipo de energia pode ser utilizado para fornecimento de água 
quente para residências e/ou aquecer ambientes, como na Hungria e na Islândia. 
Calcula-se que, no mundo inteiro, existam 15,5 GW instalados para obtenção de 
calor via energia geotérmica.
Para um aproveitamento termelétrico a partir dos pontos quentes, 
a eficiência do processo é considerada baixa. A principal razão disso é que as 
temperaturas máximas raramente ultrapassam 200º C (contra os cerca de 550 ºC, 
normalmente, atingidos em usinas termelétricas de combustíveis fósseis).
Calcula-se que o mundo possua cerca de 9 GWe em unidades geotérmicas 
de geração de eletricidade. A maior dessas unidades se encontra na Califórnia 
(EUA), com 1,2 GWe, aproveitando-se da profusão de gêiseres na região. Os 
gêiseres ocorrem quando a água fica retida em regiões profundas da terra, mas 
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
14
com ligações com a superfície. O calor do interior da Terra aquece essa água a 
temperaturas superiores ao seu ponto de ebulição. O aumento de pressão, quando 
a água ferve, faz com que o vapor atinja a superfície, podendo ser instalados 
conjuntos de turbinas/geradores. Uma limitação para o aproveitamento dos 
gêiseres é que eles não são contínuos, ou seja, a produção de energia é intermitente.
Além da própria construção do sistema de aproveitamento, outros problemas 
ambientais associados à energia geotérmica existem, como os minerais associados 
aos vapores (o que pode obrigar tratamento específico para evitar incrustações em 
tubulações) e a eventual emanação de gás sulfídrico e dióxido de carbono.
O Brasil possui um clima tropical e é farto de rios, ventos e luz solar. 
Em 2016, mais de 90% da energia produzida no país era proveniente de fontes 
renováveis. Entretanto, quase 65% dela é produzida por meio das usinas 
hidrelétricas. Apesar de ter havido um crescimento de, aproximadamente,30% 
na produção de energia eólica entre 2015 e 2016, esse tipo de energia representa 
apenas 6,7% da energia produzida no Brasil. A biomassa representa 9,3%, a 
energia solar, apenas 0,02%, e a energia nuclear representa 1,3% (BRASIL, 2018). 
Atualmente, os três principais estados produtores de energias renováveis limpas 
do Brasil são Minas Gerais, Ceará e Rio Grande do Sul.
A capital de Minas Gerais, Belo Horizonte, pode ser considerada um 
grande exemplo brasileiro de cidade sustentável. Além de diversos programas 
para a redução da emissão de gases poluentes, a cidade é referência na produção 
de energia elétrica proveniente da luz solar. Hoje em dia, mais de três mil edifícios 
(residenciais, comerciais, públicos, hospitais, clubes etc.) são dotados de placas 
fotovoltaicas, que, juntos, reduzem 22 mil toneladas anuais da emissão de gases 
nocivos, por utilizarem uma fonte limpa e renovável de produção de energia. O 
estádio Mineirão, por exemplo, possui uma usina de energia solar fotovoltaica na 
sua cobertura. A totalidade da energia elétrica consumida no estádio é produzida 
por meio delas, e o excedente é cedido para a companhia de distribuição, que 
chega a alimentar mais de 1.200 residências. Essa quantidade de energia excedente, 
de acordo com os programas de incentivo à geração de energia, é creditada ao 
estádio, que pode consumir nos momentos em que produz menor quantidade.
TÓPICO 1 — EVOLUÇÃO URBANA, MEIO AMBIENTE E ENERGIA
15
FIGURA 7 – ESTÁDIO MINEIRÃO COM USINA DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
FONTE: O autor
O Brasil ainda está aquém da sua capacidade de produção de energia 
renovável limpa. Apesar disso, possuímos as condições climáticas ideais para tal, e 
o incentivo para a produção é crescente a partir tanto dos órgãos públicos quanto 
da própria população, cada dia mais conscientizada com a preservação ambiental. 
As referências dos países desenvolvidos são inspiradoras para que possamos fazer 
o mesmo. Certamente, estamos no caminho certo.
16
Neste tópico, você aprendeu que:
• A busca por energia vem desde os primórdios da humanidade.
• A invenção da máquina a vapor revolucionou a indústria mundial.
• O uso de energia elétrica impulsionou a urbanização, promovendo diversas 
mudanças.
• O desenvolvimento de um país está diretamente ligado ao investimento no 
setor energético.
• A evolução dos sistemas de geração de energia pode transformar a vida do 
homem dentro e fora das grandes cidades nas próximas décadas.
RESUMO DO TÓPICO 1
17
1 A história do desenvolvimento energético pode ser confundida com 
a própria história do homem. O fogo exerceu uma importância muito 
grande no período paleolítico, já que permitia, ao ser humano, aquecer-
se, alimentar-se e iluminar os períodos escuros. Quais foram as principais 
características, já no período neolítico, que fizeram com que o homem 
deixasse de ser nômade para se tornar sedentário?
a) ( ) Prática de desmatamento, caça e fabricação de potes.
b) ( ) Armazenamento de energia excedente, domesticação dos animais e 
desenvolvimento da agricultura.
c) ( ) Prática da caça, desenvolvimento da agricultura e crescente aquecimento 
global.
d) ( ) Armazenamento da energia excedente, crescente aquecimento global e 
desenvolvimento da agricultura.
e) ( ) Desenvolvimento da agricultura, prática de desmatamento e construção 
de abrigos.
2 A Revolução Industrial foi a transição da Europa para novos processos de 
manufatura a partir do fim do século XVIII. Sob o ponto de vista da energia, 
o que foi crucial para alavancar a Revolução Industrial?
a) ( ) A utilização de carvão mineral fóssil nas máquinas a vapor.
b) ( ) A descoberta da energia eólica.
c) ( ) A utilização de petróleo nas máquinas a vapor.
d) ( ) O incentivo à energia nuclear.
e) ( ) A invenção das placas fotovoltaicas.
3 O advento da energia elétrica e da indústria automotiva mudou muito a 
rotina da sociedade, liberando o tempo do ser humano para a sua função 
intelectual. Afirma-se que a escala da economia de um país pode ser medida 
pelo seu consumo energético. Por quê?
a) ( ) Porque os países pobres investem muito em transporte e os países 
ricos em indústria. Essa característica acaba fazendo diferença no PIB 
dos países e faz os países ricos gastarem mais energia.
b) ( ) Porque países pobres desenvolvem a agricultura e os ricos possuem 
mais lazer, incentivando o turismo local.
c) ( ) Porque países ricos produzem e consomem mais energia, desenvolvendo 
a indústria e os transportes. Assim, libera-se a função intelectual da sua 
sociedade, que retroalimenta a indústria com inovações, produzindo e 
consumindo ainda mais energia.
d) ( ) Porque os países ricos mecanizam a agricultura e liberam o tempo de 
sua sociedade para as atividades intelectuais.
e) ( ) Porque os países pobres não usam energia renovável, assim, investem 
muito tempo extraindo os combustíveis fósseis, como carvão mineral e 
petróleo.
AUTOATIVIDADE
18
4 As chamadas "fontes limpas de energia" não oferecem riscos para a 
população e não poluem o meio ambiente com as suas liberações gasosas, 
não contribuindo, portanto, para o efeito estufa e para o superaquecimento 
do planeta. Cite as duas fontes totalmente limpas de energia mais difundidas 
na atualidade.
a) ( ) Petróleo e eólica.
b) ( ) Hidrelética e solar.
c) ( ) Solar e nuclear.
d) ( ) Solar e eólica.
e) ( ) Eólica e hidrelétrica.
5 A biomassa, energia muito sustentável, produzida a partir de matéria orgânica, 
tem ganhado muito espaço nos últimos anos em diversos lugares do mundo, 
dentre eles, no Brasil. Como pode ser resumido esse tipo de energia?
a) ( ) É proveniente da matéria orgânica dos animais. O gás oriundo da 
decomposição dessa matéria é armazenado e encanado, conforme as 
necessidades das cidades.
b) ( ) Um misto de energia mecânica proveniente dos animais com energia 
solar da biosfera, produzindo resíduos orgânicos que produzem 
combustíveis derivados do petróleo.
c) ( ) Composta por matéria orgânica de origem vegetal ou animal obtida 
por meio da decomposição de uma variedade de recursos, como 
madeira, resíduos agrícolas, como da cana-de-açúcar e até do lixo. A 
decomposição da biomassa produz energia química e, a partir daí, 
combustíveis, como o biodiesel e o etanol.
d) ( ) Um misto de energia solar com eólica, produzida nos canaviais. Pode 
ser utilizada na produção de açúcar, sendo combustível para as suas 
máquinas de extração do suco de cana.
e) ( ) Composta por matéria orgânica obtida por meio da decomposição 
apenas de recursos vegetais, como a cana-de-açúcar. A decomposição 
da biomassa produz energia química e, a partir daí, combustíveis, 
como o biodiesel e o etanol.
6 Assinale a alternativa CORRETA:
I- A energia hidrelétrica é a energia elétrica obtida por meio 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 no seu curso.
II- Por ser uma fonte de energia renovável e não emitir poluentes, a energia 
hidrelétrica está isenta de impactos ambientais e sociais.
III- Normalmente, as usinas hidrelétricas são construídas em locais distantes 
dos centros consumidores, o que diminui os valores do transporte de 
energia, que é transmitida por fios até as cidades.
19
IV- Apesar de ser uma fonte limpa de energia, apenas 18% da energia 
mundial é produzida pelas hidrelétricas, pois a maioria dos países não 
tem as condições naturais necessárias para a construção de usinas.
a) ( ) Todas as alternativas estão corretas.
b) ( ) Apenas as alternativas I e II estão corretas.
c) ( ) Apenas as alternativas II e III estão corretas.
d) ( ) Todas as alternativas estão incorretas.
e) ( ) Apenas as alternativas I e IV estão corretas.
7 O aproveitamento energético da luz solar está cada vez mais presente nas 
discussões ambientais que tratam da utilização de fontes renováveis e 
não poluentes,porém, o alto custo de fabricação e de instalação de placas 
fotovoltaicas ainda impede que a energia solar seja amplamente usada no 
planeta. Considerando o exposto, é CORRETO afirmar:
 
a) ( ) A energia solar é limpa e renovável, apresentando muitas vantagens 
para o meio ambiente e a saúde das pessoas, pois não há emissão de 
gases poluentes nem geração de resíduos. 
b) ( ) As formas de armazenamento da energia solar são tão eficientes quanto 
as adotadas para os combustíveis fósseis e a energia hidrelétrica. 
c) ( ) Em uma cidade com elevados índices de poluição, as placas para a 
captação de energia solar têm o mesmo rendimento do que as instaladas 
em locais com baixos índices de poluição. 
d) ( ) Uma das vantagens da captação de energia solar é a sua alta eficiência 
para a conversão de energia, não sendo necessário o uso de grandes 
áreas para a instalação das placas fotovoltaicas. 
e) ( ) O sistema de captação de energia solar apresenta alto custo de obtenção. 
Assim, em países, como o Brasil, essa é uma desvantagem. Os países 
que mais utilizam energia solar são Japão, Alemanha e Estados Unidos. 
20
21
TÓPICO 2 — 
UNIDADE 1
SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
1 INTRODUÇÃO
Os diversos métodos e tecnologias utilizados na produção e no consumo 
de energia estão fortemente associados à evolução histórica do desenvolvimento 
econômico da humanidade e às consequências sociais e ambientais.
Um sistema de produção de energia comporta um conjunto de atividades, 
que iniciam na produção da energia e progridem para demais etapas necessárias 
para que ela chegue ao consumidor final, formando, assim, uma cadeia.
Todas as formas de energia apresentam vantagens e desvantagens, que 
podem ser econômicas e/ou ambientais. Por isso, é necessário que os profissionais 
responsáveis pela produção de energia estejam atentos e aptos a avaliar qual é a 
fonte mais adequada para determinado fim.
Neste texto, você vai estudar os sistemas de produção de energia, os 
diferentes métodos e fontes de energia, renováveis e não renováveis, bem como 
entender as cadeias enérgicas no âmbito nacional.
2 SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA E MÉTODOS 
UTILIZADOS
As fontes que não se esgotam são chamadas de renováveis. Algumas delas 
são fontes permanentes e contínuas, como o Sol, o vento, a água e o calor da terra; 
outras, como a biomassa, podem se renovar.
Já as fontes de energia não renováveis, como o petróleo, o carvão mineral, 
o gás natural e o urânio (usado nas usinas nucleares), podem se esgotar. São 
reservas formadas durante milhões de anos pela decomposição natural de matéria 
orgânica e não podem ser repostas pela ação do homem.
As fontes de energia renováveis tendem a ser formas mais limpas de 
produção de eletricidade. As considerações econômicas, como a disponibilidade de 
recursos naturais e a viabilidade de exploração, sempre influenciaram na formação 
das bases energéticas dos países. No Brasil, a abundância de recursos hídricos foi 
significativa para a formação de um sistema predominantemente hidráulico.
22
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
2.1 ENERGIA HIDRÁULICA
É a energia gerada a partir de uma fonte contínua de movimento de água. 
A força da queda da água é utilizada para movimentar turbinas que acionam um 
gerador elétrico. Para que isso ocorra, na construção de usinas hidrelétricas, são 
criados grandes reservatórios de água, inundando uma extensa área de terra, o 
que pode provocar profundas alterações no ecossistema, como a destruição da 
fauna e da flora locais. Conforme o tipo de relevo e da região onde se encontra 
o empreendimento, as hidrelétricas podem, também, ocasionar o alagamento de 
terras e o deslocamento de populações ribeirinhas. A usina de fio d’água é um outro 
tipo de usina hidrelétrica, que opera sem a necessidade de grandes reservatórios. 
Segue um esquema simplificado de geração de energia hidráulica.
FIGURA 8 – ESQUEMA SIMPLIFICADO DE GERAÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA
FONTE: Adaptada de Reis (2011)
A abundância de recursos hídricos faz com que a utilização de energia 
hidráulica na geração de eletricidade ocorra de forma significativa em alguns países, 
como é o caso do Brasil, onde, atualmente, mais de 85% da energia elétrica é gerada 
com esse tipo de usina. Em 2009, a capacidade instalada em usinas hidrelétricas era 
de 78,2 GW (REIS, 2011).
A hidreletricidade era considerada uma forma de energia não poluente, mas 
se sabe que a decomposição da vegetação submersa gera gases, como o metano, o 
gás carbônico e o óxido nitroso, que causam mudanças no clima da Terra.
Atualmente, a questão ambiental é de extrema relevância no planejamento 
energético dos países. A Alemanha estabeleceu um plano de desativação de todo o seu 
sistema energético nuclear devido aos impactos sobre o meio ambiente.
NOTA
TÓPICO 2 — SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
23
Vale lembrar que, das emissões de CO2 (gás carbônico) e CH4 (metano) de 
uma barragem, uma parte ocorre de forma natural (carga orgânica transportada 
pelos afluentes da barragem que, naturalmente, decompõem-se, emitindo CO2 e 
CH4) e a outra é antrópica, ou seja, de interferência humana, como as emissões 
provenientes do esgoto doméstico despejado no reservatório, além das emissões 
decorrentes da biomassa inundada pela barragem da hidrelétrica.
Ainda assim, as usinas hidrelétricas são consideradas menos prejudiciais do 
que as termelétricas, que emitem outros gases tóxicos, como o dióxido de enxofre 
e o de nitrogênio, além de material particulado (poeira e fumaça resultantes da 
queima de combustíveis fósseis, especialmente, das termelétricas movidas a óleo 
combustível).
Os sistemas de energia hidráulicos estão voltados, basicamente, para a 
geração de eletricidade. Os seus métodos envolvem grandes hidrelétricas, pequenas 
centrais hidrelétricas, mini e microcentrais hidrelétricas. Veja, no esquema a seguir, 
como se dá a cadeia de atividades relacionada à geração de eletricidade por meio 
de recursos hídricos.
FIGURA 9 – CADEIA DA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE HIDRELÉTRICAS
FONTE: Adaptada de Reis (2016)
2.2 ENERGIA TERMELÉTRICA
A energia térmica ou calorífica se origina da combustão de diversos 
materiais, como carvão, petróleo, gás natural, outras fontes não renováveis e 
biomassa (lenha, bagaço de cana etc.), que é uma fonte renovável, podendo ser 
convertida em energia mecânica e eletricidade por meio de equipamentos, como 
caldeiras a vapor e turbinas a gás. Após a geração de eletricidade, o calor que sobra 
pode, ainda, ser aproveitado em outros processos, principalmente, na indústria. 
Usinas de cogeração é o nome dado às usinas que produzem, ao mesmo tempo, 
calor e eletricidade. Há diferentes métodos utilizados para a geração de energia 
térmica, e eles envolvem diferentes combustíveis:
• Gás natural: reservas de gás natural foram formadas há milhões de anos com 
a sedimentação do plâncton. A sua combustão libera óxido de nitrogênio 
e dióxido de carbono. Depois de tratado e processado, o gás natural é 
amplamente utilizado em indústrias, no comércio, em residências e em 
veículos. Em países de clima frio, é muito utilizado no aquecimento ambiental. 
Já no Brasil, seus usos residencial e comercial são feitos na cocção de alimentos 
e no aquecimento de água (REIS, 2011).
24
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
• Petróleo: o petróleo, que se formou durante milhões de anos pelas 
transformações químicas de materiais orgânicos, como os plânctons, a partir 
da queima dos seus derivados, também pode operar termelétricas. Contudo, 
os derivados do petróleo (gasolina, óleo combustível, óleo diesel etc.), 
quando queimados, produzem gases contaminantes, como monóxido de 
carbono, óxidos de nitrogênio e dióxido de carbono, que poluem a atmosfera 
e contribuem para o aquecimento da Terra e para a formação de chuva ácida, 
dentre outros efeitos nocivos. O consumo de petróleo e dos seus derivados, no 
Brasil, está mais relacionado ao setorde transportes do que ao setor elétrico.
• Carvão mineral: é outro combustível muito usado em termelétricas. Também, 
formado há milhões de anos a partir de restos de plantas e animais, dos 
combustíveis não renováveis, esse é o que causa o maior impacto ambiental. 
A sua combustão, além de liberar dióxido de carbono, que contribui para o 
aumento do efeito estufa, emite grandes quantidades de óxidos de nitrogênio 
e de enxofre, que provocam acidificação (chuva ácida), e podem agravar 
doenças pulmonares, cardiovasculares e renais nas populações próximas.
A abundância de outros recursos naturais disponíveis no Brasil, 
principalmente, no que diz respeito à geração de energia elétrica, faz com que a 
utilização do carvão mineral seja limitada, em consequência, também, da sua baixa 
qualidade, com teor calorífico baixo e alto teor de enxofre.
• Biomassa: é uma fonte renovável formada por matéria de origem orgânica 
que pode ser usada como combustível em usinas termelétricas. Um exemplo 
de biomassa é o bagaço da cana.
Veja, no esquema a seguir, como se dá a cadeia de atividades relacionada à 
geração de energia elétrica e energia térmica por meio da biomassa.
Segundo os dados da Agência Internacional de Energia, a produção global 
de carvão caiu significativamente em 2016, enquanto o comércio global de gás natural 
aumentou. A produção de carvão caiu fortemente na China, em 2016, em cerca de 320 
milhões de toneladas, ou 9% A produção também caiu em outros lugares, como nos EUA 
e na Austrália, levando a uma queda da produção global em 458 milhões de toneladas 
(INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2017).
NOTA
TÓPICO 2 — SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
25
FIGURA 10 – PROCESSOS BIOLÓGICOS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA
FONTE: Adaptada de Reis (2016)
2.3 ENERGIA NUCLEAR
Por uma reação denominada fissão nuclear, a energia é liberada no 
reator nuclear. Os núcleos dos átomos são bombardeados uns contra os outros, 
provocando o rompimento dos núcleos e a liberação de energia, gerando radiação 
e calor, o que transforma a água em vapor. A pressão resultante desse processo é 
usada para produzir eletricidade.
O urânio, um metal pesado radioativo, é a matéria-prima empregada 
na produção de energia nuclear. Esse tipo de produção de energia gera muitas 
discussões, seja pelos problemas de contaminação resultantes da extração do 
urânio ou pelas dificuldades de eliminação de dejetos radioativos. Além disso, 
assim como em outros tipos de usinas termelétricas, a água empregada nos 
sistemas de refrigeração, quando lançada em rios ou em mares, por exemplo, 
aumenta a temperatura e prejudica os seres vivos locais. No caso das usinas 
nucleares do Brasil, o rejeito de calor é lançado ao mar.
Exemplo 1:
As usinas nucleares também estão sujeitas a acidentes, como aconteceu 
nas usinas de Three Miles Island, nos EUA, em 1979, e em Chernobyl, na Ucrânia, 
em 1986.
O vazamento de radiação tem o poder de provocar alterações genéticas 
e doenças, como câncer, por várias gerações, além de danos incalculáveis ao 
meio ambiente. Vários países da Europa foram afetados pelas consequências do 
vazamento radioativo de um reator em Chernobyl, e toda a área da usina segue 
isolada até hoje.
2.4 ENERGIA EÓLICA
É a energia produzida a partir da força dos ventos. A força do vento é 
captada nos aerogeradores por hélices ligadas a uma turbina que aciona um 
gerador elétrico. Essa fonte é abundante, limpa e renovável, podendo ser explorada 
em muitos lugares.
26
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
Ela é utilizada desde os anos 1970 para fins comerciais, em decorrência da 
crise do petróleo no mundo, inicialmente, pelos Estados Unidos e alguns países da 
Europa, na busca de diminuir a dependência do petróleo e do carvão.
No Brasil, o potencial de aproveitamento da energia eólica é de 143.000 
megawatts. Os estados que apresentam os potenciais mais promissores são Ceará 
e Rio Grande do Norte.
A seguir, veja, no esquema, como é formada a cadeia de atividades 
relacionada à geração de energia eólica.
Cada uma dessas máquinas é específica para uma faixa de potência e um 
determinado tipo de usina. A seguir, esses geradores serão apresentados.
FIGURA 11 – CADEIA DE GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA
FONTE: Adaptada de Reis (2016)
2.5 ENERGIA SOLAR
O sol é uma fonte de energia inesgotável. Muitas fontes de energia 
renováveis derivam do sol, com o seu uso direto, para fins de aquecimento ou de 
geração de eletricidade, e indiretamente, como é o caso da energia dos ventos, das 
águas, das plantas etc.
Com o uso de diversas tecnologias, a radiação solar pode ser convertida 
em energia útil. Usando concentradores solares feitos de espelhos facetados, é 
possível obter elevadas temperaturas, sendo utilizadas em processos térmicos ou 
na geração de eletricidade (REIS, 2011).
A cadeia de atividades da geração de energia solar é bem simples, mas a 
instalação dos equipamentos ainda tem um custo elevado.
TÓPICO 2 — SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
27
FIGURA 12 – GERAÇÃO, CADEIA DE APROVEITAMENTO DE ENERGIA SOLAR
FONTE: Adaptada de Reis (2016)
 
3 DIFERENÇAS ENTRE SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
Uma das formas de diferenciar os sistemas de produção de energia é quanto 
à condição de renovável ou não renovável.
A energia não renovável, ou esgotável, é aquela que é obtida a partir de 
fontes naturais que não são capazes de se regenerar, como:
• Petróleo
• Carvão
• Gás natural
 
A energia renovável é aquela que é obtida a partir de fontes naturais capazes 
de se regenerar, como:
• Energia da biomassa
• Energia hidráulica
• Energia solar
• Energia eólica
Os sistemas de produção, por meio de energias renováveis, apresentam as 
seguintes vantagens em relação às energias convencionais:
• São lançadas, anualmente, na atmosfera, toneladas de CO2 pelo consumo de 
energias convencionais, como petróleo, gás natural e carvão. O CO2 é o maior 
responsável pelo aumento do efeito estufa, fazendo a temperatura média 
global aumentar.
• O uso elevado das energias convencionais pode fazer elas se esgotarem mais 
rápido do que o tempo necessário para que a natureza as produza novamente. 
Já a produção de energia por métodos renováveis não se esgota.
28
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
• Com exceção da biomassa, que origina quantidades insignificantes de CO2, 
SO2 e N2O para a atmosfera, a produção de energia por métodos renováveis 
é mais limpa e não emite gases com efeito estufa.
• A produção local de energia por métodos renováveis contribui para reduzir a 
dependência energética relativa à importação do petróleo.
4 FONTES DE ENERGIA
A energia elétrica é a forma de energia mais usual e difundida em todo o 
mundo: pode ser gerada por meio de fontes e métodos variados de produção de 
energia. No entanto, mesmo antes da invenção da eletricidade, as civilizações já 
utilizavam outras fontes de energia, como na pré-história, quando a humanidade 
aprendeu a manipular o fogo, que passou a ser utilizado na iluminação e no 
aquecimento das suas moradias.
A eletricidade é utilizada como fonte energética para a iluminação, para 
o funcionamento de equipamentos e para o aquecimento e o resfriamento de 
ambientes. A sua criação possibilitou o avanço de novas tecnologias, como a da 
iluminação artificial e a do condicionamento de ar, que modificaram os hábitos 
culturais e, consequentemente, os projetos das edificações. Com isso, o conforto 
ambiental das edificações passou a ser transferido para essas novas tecnologias, 
o que gerou, também, o aumento considerável do consumo energético, causando 
impactos no meio ambiente (KELLER; VAIDYA, 2018).
FIGURA 13 – DIAGRAMA UNIFILAR DE UM SISTEMA ELÉTRICO
 FONTE: O autor
TÓPICO 2 — SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
29
O alto consumo energético pode gerar impactos ambientais das mais 
variadas formas. Por isso, uma das práticas sustentáveis utilizadas nos projetos 
de edificações é a busca por alternativas de redução do consumo energético. Alémdisso, a energia pode ser gerada por meio de fontes diversas, e cada uma delas 
pode produzir impactos ambientais distintos. Nesse sentido, além da redução do 
consumo energético, a sustentabilidade está relacionada com a forma de produção 
de energia e a fonte escolhida.
Existem dois tipos de fontes possíveis para a geração da energia a ser 
consumida em uma edificação: as fontes estão caracterizadas pela utilização, ou 
não, de recursos passíveis de renovação e, por isso, são denominadas de fontes 
renováveis e fontes não renováveis. A seguir, serão analisados, definidos e 
exemplificados esses dois tipos de fontes de energia.
4.1 AS FONTES RENOVÁVEIS
A fontes renováveis são as formas de produção de energia que 
utilizam recursos renováveis, ou seja, que se regeneram ou se mantêm ativas 
permanentemente e que, mesmo que o homem as utilize, não se esgotam. O não 
esgotamento dos recursos das fontes renováveis faz com que elas sejam mais 
indicadas para o processo de geração de energia. Nesse sentido, é mais indicado o 
uso de recursos que se renovam.
A inesgotabilidade dos recursos não é fator de garantia da sustentabilidade 
e da não geração de impacto ambiental causado pela fonte. A avaliação da 
sustentabilidade de uma fonte de energia deve levar em consideração, também, os 
custos e os efeitos ambientais causados pelo seu processo de produção.
A energia hídrica ou hidrelétrica é um exemplo de como a análise de uma 
fonte de energia deve ser feita de forma mais complexa e levando em consideração 
todo o ciclo de produção energética. Esse tipo de fonte utiliza o movimento da água 
de rios na geração de energia. Apesar de ser uma geração de energia não poluente, 
outras questões ambientais devem ser analisadas acerca da fonte hidrelétrica. Uma 
delas é a intervenção em um curso hídrico para a instalação de uma usina que 
envolve uma grande obra de engenharia. Além disso, a usina hidrelétrica produz 
uma área de inundação e represamento de água, afetando a região da instalação.
30
UNIDADE 1 — A SOCIEDADE E AS FONTES DE ENERGIA
FIGURA 14 – DIAGRAMA ORGANIZACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO
FONTE: <Shutterstock.com>. Acesso em: 9 abr. 2021.
Além da água do rio, outros recursos renováveis podem ser utilizados 
como fonte de energia. É o caso dos ventos, que geram energia eólica através de 
turbinas, e do calor do sol, que produz energia solar através de placas fotovoltaicas. 
A queima de matéria orgânica, ou seja, de biomassa, também é uma fonte geradora 
de energia. A partir da biomassa, também se pode produzir o biogás. Essas formas 
de energia ainda não são predominantes do mundo, mas estão ganhando espaço, 
devido aos seus impactos ambientais reduzidos.
4.2 AS FONTES NÃO RENOVÁVEIS
Fontes não renováveis estão relacionadas com a geração de energia por 
meio de recursos que não se renovam e, por isso, estão passíveis de esgotamento, 
conforme o uso e a exploração contínua. Esses recursos são os denominados 
combustíveis fósseis, como o petróleo, o carvão e o gás natural, e, ainda, o minério 
urano e o seu núcleo radioativo.
Os recursos não renováveis estão relacionados com a produção da energia 
termoelétrica, ou seja, com a geração de energia produzida pelo calor e pela 
combustão do recurso. No caso do urânio, a geração de energia é desenvolvida 
em usinas termonucleares, o que envolve o aquecimento de um núcleo reator 
(AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2008).
Além da preocupação com a não renovação e o esgotamento dos recursos, o 
uso desse tipo de fonte de energia também é preocupante, pois gera outros impactos 
negativos no meio ambiente. Uma das questões é que, para serem usados como 
fonte energética, os recursos precisam ser extraídos da natureza. É o caso do carvão 
e do urânio, extraídos pela mineração, que causam grandes impactos ambientais. 
Além disso, o carvão, quando extraído, libera e dispersa micropartículas nocivas 
para a saúde.
TÓPICO 2 — SISTEMAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
31
FIGURA 15 – (A) MINAS DE EXTRAÇÃO DE CARVÃO E (B) URÂNIO
FONTE: <Shutterstock.com>; <Shutterstock.com>. Acesso em: 9 abr. 2021.
Além dos impactos da extração, os recursos não renováveis necessitam de 
transporte para as respectivas usinas, o que gera impactos ambientais relativos ao 
transporte e ao beneficiamento do recurso bruto nos componentes a serem utilizados. 
No entanto, os impactos não param por aí. A queima e o consumo dos combustíveis 
fósseis liberam gases responsáveis pelo efeito estufa e pela poluição do ar. Da mesma 
forma, a radioatividade do urânio, utilizada pelas usinas nucleares, é controlada, 
mas, em casos de acidentes, provoca impactos sociais e ambientais gravíssimos.
32
RESUMO DO TÓPICO 2
Neste tópico, você aprendeu que:
• As fontes que não se esgotam são chamadas de renováveis.
• As fontes de energia não renováveis, como o petróleo, o carvão mineral, o gás 
natural e o urânio (usado nas usinas nucleares), podem se esgotar.
• A hidreletricidade era considerada uma forma de energia não poluente, mas se 
sabe que a decomposição da vegetação submersa gera gases, como o metano.
• Cada forma de energia possui seus prós e contras.
• A energia elétrica é a forma de energia mais usual e difundida em todo o 
mundo: pode ser gerada por meio de fontes e métodos variados de produção 
de energia.
33
1 A geração de energia para suprir as necessidades humanas pode ser feita 
mediante fontes renováveis e fontes não renováveis. Essas fontes estão 
relacionadas com o recurso utilizado na geração da energia. Considere as 
seguintes fontes de energia:
I- Movimentos dos rios e carvão mineral
II- Calor do sol e petróleo
III- Matéria orgânica e urânio
Apresenta(m) exemplos de recurso renovável e recurso não renovável, 
respectivamente:
a) ( ) Apenas II.
b) ( ) Apenas I e III.
c) ( ) Apenas I.
d) ( ) Apenas II e III.
e) ( ) I, II e III.
2 Uma das questões da sustentabilidade é a redução de impactos ambientais 
por meio da utilização de energias limpas. Acerca da relação entre energia 
e sustentabilidade, o que se pode afirmar?
 
a) ( ) A energia limpa é baseada na busca de fontes não renováveis alternativas.
b) ( ) As fontes de uma energia limpa são baseadas em combustíveis fósseis.
c) ( ) A energia limpa visa à utilização de recursos renováveis e não poluentes.
d) ( ) A geração de uma energia limpa se baseia em não utilizar tecnologias.
e) ( ) A energia limpa é uma forma de viver sem utilizar energia elétrica.
3 A iluminação artificial e o condicionamento de ar são tecnologias 
desenvolvidas após o advento da eletricidade e que estão relacionadas com o 
conforto ambiental. Acerca dessa questão, assinale a afirmativa verdadeira:
a) ( ) A popularização das lâmpadas e dos aparelhos de ar-condicionado 
aumentou, consideravelmente, o consumo de eletricidade.
b) ( ) O conforto ambiental só foi possível de ser alcançado com os aparelhos 
de ar-condicionado.
c) ( ) O condicionamento de ar permitiu o desenvolvimento da iluminação 
artificial e, consequentemente, o aumento do consumo de energia.
d) ( ) O conforto ambiental é o grande causador do alto consumo de energia, 
pois depende da eletricidade para ser alcançado.
e) ( ) O condicionamento de ar aumentou o conforto ambiental das edificações 
e reduziu o consumo energético.
AUTOATIVIDADE
34
4 A energia solar transforma o calor do sol em energia elétrica por meio de 
placas fotovoltaicas. Considere as seguintes afirmações acerca das placas 
fotovoltaicas:
I- São uma ótima solução de geração de energia, pois funcionam em qualquer 
tipo de clima, inclusive, em regiões com baixo potencial de radiação solar.
II- Podem ser usadas de forma domiciliar, acopladas em telhados e em 
coberturas de residências.
III- São muito eficientes e, por isso, suprem qualquer tipo de demanda 
energética de uma edificação, mesmo em dias nublados.
Quais das afirmações anteriores estão CORRETAS?
a) ( ) Apenas I.
b) ( ) Apenas II.
c) ( ) Apenas III.
d) ( ) Apenas I e II.
e) (