TEMA 5 Formas de Energia

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DESCRIÇÃO
Apresentação das formas de energia e de avanços na produção energética a partir de
alternativas renováveis.
PROPÓSITO
Compreender a importância do investimento em formas de energia renováveis para reduzir os
problemas ambientais causados pelo uso predominante de combustíveis fósseis.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Compreender o conceito de energia e seus principais tipos e fontes
MÓDULO 2
Reconhecer a evolução nas formas de aproveitamento energético
MÓDULO 1
 Compreender o conceito de energia e seus principais tipos e fontes
INTRODUÇÃO
Atualmente, fala-se muito sobre energia, mas você sabe como ela se tornou primordial para o
desenvolvimento de grandes civilizações?
Consegue imaginar como ocorreu a sua evolução para os diferentes tipos de energia
existentes atualmente?
Você já se questionou sobre a existência de outras fontes energéticas?
Esses questionamentos serão respondidos ao longo do nosso estudo. Mas antes, precisamos
responder às seguintes perguntas:
O que é energia?
 
Fonte: Shutterstock.com
Energia é a capacidade que os corpos têm para produzir trabalho, seja mecânico, por
emissão de luz, geração de calor, entre outros.
Quais são as principais formas de manifestação da energia?

Energia elétrica

Energia mecânica

Energia química

Energia magnética

Energia nuclear

Energia térmica
Existe a possibilidade de transformação entre essas formas de energia, desde que o
princípio de conservação seja respeitado. Toda transformação química ou física, em um
material ou mistura de materiais, envolve energia. Logo, nos processos químicos, físicos ou
biológicos, há grande demanda de energia, distribuída nas várias etapas, desde a matéria-
prima até o produto final. Vejamos um exemplo:
Na indústria sucroalcooleira, responsável pela transformação de cana-de-açúcar em álcool ou
açúcar, várias operações necessitam de energia:
 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
CANA

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
MOAGEM

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
BOMBEAMENTO

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
SECAGEM

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
CENTRIFUGAÇÃO

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
CRISTALIZAÇÃO

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
EVAPORAÇÃO

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
FERMENTAÇÃO

 
Fonte: Adaptado do site Instrumentação e Controle
DESTILAÇÃO

Todas essas etapas são executadas utilizando, direta ou indiretamente, a energia do vapor-
d’água gerado nas caldeiras, a partir da queima do bagaço de cana. Em outras palavras, a
água no estado líquido é vaporizada pelo calor da combustão do bagaço de cana, gerando
energia para que diferentes transformações ocorram.
Cada etapa do processo requer ou fornece energia na forma de trabalho ou calor. Logo, o
processo deve ser projetado e operado com base na lei de conservação de energia para que
haja consumo racional de energia, uma vez que o excedente pode ser transformado em
energia elétrica (termelétrica) e comercializado pelas indústrias.
TIPOS DE ENERGIA
A maioria das pessoas associa a palavra energia diretamente com a eletricidade. Essa
associação não está errada, mas existem diferentes formas de energia.
 
Imagem: Shutterstock.com
 
Imagem: Shutterstock.com
Neste exato instante, por exemplo, seu corpo está queimando calorias para realizar as
atividades diárias.
 
Imagem: Shutterstock.com
 
Imagem: Shutterstock.com
 
Imagem: Shutterstock.com
 
Imagem: Shutterstock.com
VÍDEO COM AVALIAÇÃO
No vídeo a seguir, vamos conhecer vários tipos de energia.
 ATENÇÃO
Lembre-se que, no Sistema Internacional (SI), a unidade de energia é o Joule (J). No sistema
inglês, utiliza-se o BTU (British Thermal Unit).
Após conhecer vários tipos de energia, você percebeu que elas falam de trabalho e calor?
Esses dois conceitos são a base da transformação física ou química nos processos de geração
de energia, seja elétrica ou térmica.
CALOR (Q)
É comumente definido como a parte da energia total que escoa através de uma fronteira do
sistema, devido à diferença de temperatura potencial entre o sistema e a vizinhança ou
entre dois sistemas. A direção do fluxo de calor é sempre da maior para a menor temperatura.
 
Imagem: Wikipedia
Uma vez que o calor está baseado na transferência de energia, ele não pode ser
armazenado. Além disso, é importante observar que:

O calor é positivo quando transferido para o sistema (Q>0).

O calor é negativo quando removido do sistema (Q<0).
TRABALHO (W)
É um termo largamente utilizado na vida cotidiana. É comum ouvirmos: “Vou trabalhar.”, mas
quando tratamos de energia, o significado é outro. Trabalho é uma forma de energia que
representa a transferência de energia entre o sistema e a vizinhança. Ou seja, é a energia
associada a mudanças de volume que um sistema experimenta como, por exemplo, um
fluido contido em recipiente de forma variável (pistão), conforme se observa a seguir.
 
Imagem: Wikipedia
O trabalho por unidade de tempo é chamado de potência. Além disso, é importante observar
que:

O trabalho é positivo quando a vizinhança realiza trabalho no sistema (W>0).

O trabalho é negativo quando o sistema realiza trabalho na vizinhança (W<0).
FONTES DE ENERGIA
Para produzir qualquer forma de energia, precisamos sempre de uma fonte de geração, a qual
pode ser classificada como primária ou secundária.
 
Imagem: Shutterstock.com
FONTES DE ENERGIA PRIMÁRIA NÃO
RENOVÁVEIS
As fontes de energia primária não renováveis se referem à queima direta de combustíveis
fósseis ou derivados. Esses combustíveis, em geral, são finitos e demandam muito tempo
para se renovar na natureza. A seguir, vamos conhecer as principais características dessas
fontes de energia.
CARVÃO MINERAL

O QUE É?
É um sólido negro formado, principalmente, por átomos de carbono. A sua estrutura química é
complexa, pois há muitos anéis de seis átomos, tanto de carbonos benzênicos como de
carbonos alifáticos.

ONDE ENCONTRAR?
Os Estados Unidos têm a maior reserva mundial desse material, com 250 bilhões de toneladas.
Outros depósitos de carvão de grande porte estão na Rússia, China, Índia e Austrália.

ONDE APLICAR?
A aplicação principal do carvão é como combustível, em particular, para gerar calor em usinas
termelétricas.
A reserva global de carvão é maior do que a de petróleo. Além disso, é possível liquidificar o
carvão, caso isso venha a ser economicamente interessante. Há vários tipos de carvão:
 
Imagem: Shutterstock.com
ANTRACITE
É o tipo de carvão mais apreciado. É duro, de aspecto negro, brilhante e preferido para
aquecimento de interiores.
 
Imagem: Shutterstock.com
GRAFITE
É outro tipo de carvão muito valioso. Não é utilizado como combustível, mas na fabricação de
lápis e como lubrificante e eletrodo.
GÁS NATURAL (GN)

O QUE É?
É o mais limpo dos combustíveis fósseis, pois apresenta baixa emissão de dióxido de enxofre
(SO2) e de resíduos do processo de sua combustão, o que reduz os impactos ambientais.

ONDE ENCONTRAR?
É possível encontrar gás natural embaixo de rochas isolantes, em profundidades variáveis. Os
depósitos de GN estão espalhados pelo planeta em um total estimado de 1,81 x 1014m3. Mais
da metade dessas reservas encontra-se em três países: Rússia, Irã e Catar.

ONDE APLICAR?
As aplicações do GN são diversas e vão desde o uso doméstico até a utilização em
automóveis, usinas termelétricas e diversas indústrias.
O componente principal do gás natural é o metano (CH4), que representa 70% ou mais de
volume. Possui quantidades menores de etano, propano e pequenas quantidades de butano,
hidrocarbonetos de cadeia aberta. Todos esses gases são excelentes combustíveis. O GN
também contém pequena proporção de gás nitrogênio eCO2. Esses dois últimos
componentes costumam ser separados antes da utilização do gás.
PETRÓLEO

O QUE É?
É o acúmulo de material orgânico sob condições específicas de pressão e isolamento em
camadas do subsolo de bacias sedimentares que sofre transformações por milhares de anos.

ONDE ENCONTRAR?
As maiores reservas mundiais de petróleo estão assim distribuídas: Venezuela (18%); Arábia
Saudita (17%); Canadá (10%); Irã (9%); Iraque (9%); Rússia (6%); Kuwait (6%); Emirados
Árabes Unidos (6%); EUA (4%); Brasil (1%); outros países (25%).

ONDE APLICAR?
O petróleo pode gerar diversos produtos, como: gasolina, óleo diesel, fertilizantes, tintas,
borrachas, plástico, asfalto etc.
O petróleo, desde a sua descoberta em quantidades comerciais em 1859, na Pensilvânia
(EUA), tornou-se indispensável para a civilização. Automóveis, trens, navios e aviões são
movidos pela energia gerada pela combustão de seus derivados. Estradas são pavimentadas
com o asfalto e máquinas são lubrificadas com produtos extraídos do petróleo.
A indústria petroquímica utiliza como matéria-prima derivados do óleo cru, como eteno, buteno,
butano e benzeno, dando origem a inúmeros produtos, a exemplo de plásticos, fibras,
borrachas, entre outros.

VOCÊ SABE QUAL É 
A ORIGEM DO PETRÓLEO?
O processo que explica a origem do petróleo contribui para o descobrimento de novas jazidas,
como também para maiores informações sobre sua composição química e propriedades. As
teorias mais aceitas sobre a origem do petróleo baseiam-se em uma série de fatos observados
ao longo de sua exploração e produção. Vejamos:
1
O petróleo é encontrado em muitos lugares da crosta terrestre e em grandes quantidades.
Desse modo, seu processo de formação deve ser espontâneo.
O petróleo costuma estar acumulado em regiões cujo subsolo é constituído por grande número
de rochas sedimentares, denominadas bacias sedimentares. Essas rochas, ao contrário das
ígneas e metamórficas, caracterizam-se por sua alta permeabilidade, possibilitando o
armazenamento do petróleo.
2
3
O petróleo é constituído, basicamente, por hidrocarbonetos, que são substâncias pouco
comuns em outros produtos minerais. Sua composição química varia bastante e sempre há
algum acúmulo de gás nos poços de petróleo.
Quase todos os petróleos conhecidos mostram atividade ótica, e a maioria é dextrogira.
Conclui-se, então, que sua origem é de organismos vivos, pois são opticamente ativos.
4
5
No petróleo bruto, estão presentes compostos que se decompõem a temperaturas elevadas,
como as porfirinas. Isso nos leva a acreditar que, durante o processo que origina o petróleo, a
temperatura não é elevada.
A composição química do petróleo pode variar de poço para poço de um mesmo campo
produtor. (FARAH, 2012)
6
CENTRAL TERMELÉTRICA
Até aqui falamos sobre a geração de energia elétrica mediante a queima de algum combustível
fóssil. No entanto, precisamos entender qual é o princípio aplicado na geração de energia
utilizando essa matéria-prima. Por isso, vamos conhecer como funciona uma central
termelétrica.
A central termelétrica é uma usina que produz energia elétrica a partir do calor. Trata-se da
produção simultânea e sequencial de calor e trabalho por meio de uma única fonte energia,
visando atender às necessidades do processo produtivo de uma unidade.
 
Imagem: Shutterstock.com
A fonte de energia utilizada em uma termelétrica, normalmente, é um insumo fóssil ou uma
biomassa, e produz calor por meio de um processo de combustão em uma caldeira, que
transforma em vapor a água presente em tubos localizados em suas paredes. O vapor, em alta
pressão, faz girar uma turbina, acionando o gerador elétrico que, por sua vez, encaminha a
energia elétrica até um transformador que prepara a energia para distribuição.
O processo térmico (aquecimento e resfriamento) exige grande consumo de água,
normalmente suportado por rios, canais e represas, fato que exige autorização especial e
adiciona outros contornos ambientais a esse tipo de geração de energia. Vejamos a
configuração de uma termelétrica:
 
Imagem: Site Cola da Web
 ATENÇÃO
É importante ressaltar que existe a possibilidade do uso de combustíveis baratos como fonte
de energia. Dentre eles, podemos citar: resíduos industriais, carvão, lenha e bagaço de cana.
Essa possibilidade torna viável, do ponto de vista econômico, a construção de muitas
instalações. (BORGES NETO; CARVALHO, 2012).
Como é a participação desse tipo de energia na matriz energética brasileira?
Antes de falarmos sobre isso, é preciso saber que a matriz energética representa o conjunto
de fontes disponíveis em determinado local para suprir a necessidade (demanda) de energia.
Muitas pessoas confundem a matriz energética com a matriz elétrica, mas elas são diferentes.

A matriz energética representa o conjunto de fontes de energia disponíveis para
movimentar os carros, preparar a comida no fogão e gerar eletricidade.


A matriz elétrica é formada pelo conjunto de fontes disponíveis apenas para a geração de
energia elétrica. Dessa forma, podemos concluir que a matriz elétrica é parte da matriz
energética.
VÍDEO COM AVALIAÇÃO
Agora que você entendeu o que é a matriz energética, assista ao vídeo a seguir em que a
professora Luciana de Lima fala sobre a matriz energética brasileira.
Qual é o impacto ambiental com o uso de termelétricas?
A determinação do impacto ambiental difere bastante caso sejam usados combustíveis
fósseis ou nuclear. Vejamos a diferença:
 
Imagem: Shutterstock.com
COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
Os efeitos são, principalmente, a poluição térmica e atmosférica. Alguns produtos gasosos
são o óxido nítrico, o clorofluorcarbono e o ozônio.
 
Imagem: Site Detroit Free Press
COMBUSTÍVEL NUCLEAR
O principal se refere ao destino do material resultante do reator após o uso. Nos reatores em
operação, os elementos de combustível exauridos são armazenados, geralmente, em piscinas,
visando aguardar o decaimento dos isótopos de vida curta. De acordo com Borges Neto e
Carvalho (2012), esse armazenamento tem sido prolongado, fazendo com que o meio
ambiente contenha material radioativo por milhares de anos.
USINA NUCLEAR
O processo de geração de eletricidade a partir da energia nuclear tem como base a ocorrência
de uma fissão nuclear, ou seja, a divisão do núcleo de um átomo pesado, como o urânio-235,
em dois menores quando atingido por um nêutron. A continuação da divisão sucessiva de
núcleos, com a liberação de grande quantidade de calor, é denominada reação em cadeia.
 
Imagem: Shutterstock.com
Como funciona uma usina nuclear?
No reator de água fervente, o vapor gerado no vaso de pressão via fissão nuclear é
direcionado para as turbinas.

Com o vapor nas turbinas, a eletricidade é gerada como ocorre numa termelétrica
convencional.

Após passar pelo condensador, a água é bombeada de volta para o vaso de pressão e o ciclo
reinicia.
A ilustração a seguir demonstra esse processo:
 
Imagem: TodaMatéria
1. Vaso de pressão
2. Dutos de controle
3. Turbinas
4. Condensador
5. Gerador
 ATENÇÃO
No reator via fissão nuclear não existe o gerador de vapor. (BORGES NETO; CARVALHO,
2012)
FONTES DE ENERGIA PRIMÁRIA
RENOVÁVEIS
São as fontes de energia que não acabam, são inesgotáveis e se renovam constantemente.
Alguns exemplos das fontes de energia primária renováveis são: água, sol, vento, terra e mar.
Essas fontes de energia são consideradas limpas, devido à baixa emissão de gases de efeito
estufa no meio ambiente. A seguir, vamos conhecer um pouco mais sobre a utilização das
fontes de energia primária renováveis.
CENTRAIS HIDRELÉTRICAS
Você sabia que 73,8% da energia produzida no mundo é gerada a partir de fontes não
renováveis?
E que o uso desse tipo de energia gera uma quantidade excessiva de gases que
favorecem o agravamento do efeito estufa?
O relatório anual da REN 21 – Renewables Now do ano 2019 aponta que somente 26,2% da
energia produzida no mundo é geradapor fontes renováveis e, atualmente, 15,8% corresponde
à hidroeletricidade, conforme ilustra a figura a seguir:
REN 21
Grupo de pesquisa que tem como objetivo o compartilhamento de conhecimentos sobre
energias renováveis para a promoção de políticas públicas que fomentem a utilização
desse tipo de energia.
 Fonte: Site Renewablesnow
javascript:void(0)
 
 Figura 1: Participação de energia renovável na produção global de energia em 2018.
Os países que utilizam a hidreletricidade como base na geração elétrica com significância na
matriz elétrica são China, Estados Unidos, Brasil, Alemanha, Japão e Índia. O Brasil é o
segundo país em termos de potência instalada (9%). Estamos falando de quase 100,3 GW no
final de 2018 (REN21, 2019). A figura a seguir ilustra a capacidade global por países de
hidreletricidade em 2018:
 
 Figura 2: Capacidade Global por países de Hidreletricidade em 2018.
Como funciona uma central hidrelétrica?
A instalação de centrais hidrelétricas depende da possiblidade de construir represas no curso
dos rios para reter a água e transformar a energia hidráulica em energia elétrica.
A geração de energia elétrica se produz pela queda bruta da água a uma certa altura, o que
movimenta as pás de uma turbina que, por sua vez, aciona o gerador para produzir a
eletricidade.
Dessa forma, uma central hidrelétrica gera eletricidade mediante o aproveitamento da energia
potencial na queda da água estocada numa represa, conforme demonstra a ilustração a
seguir:
 
Imagem: Canal grupodeestudostapajo / Youtube
A energia potencial pode ser determinada utilizando a seguinte fórmula:
P=ΗTOT ⋅G ⋅Q ⋅H
Em que:
P
= Potência elétrica (kW)
ηTOT
= Rendimento total do conjunto
g
= Aceleração da gravidade (9,8m/s2)
Q
= Vazão volumétrica (m3/s)
H
= Queda bruta (m)
⇋ Utilize a rolagem horizontal
A produção de energia a partir das hidrelétricas tem chamado a atenção de entidades públicas
e privadas em relação à sua construção e implementação. Sobre o uso da água para a
produção de energia elétrica, podemos afirmar que:

A qualidade da água que é utilizada nas centrais hidrelétricas não é alterada.

É considerada energia limpa, pois a produção de resíduos não é significativa, com exceção de
grandes obras, o que gera emissão de gás metano devido à decomposição da vegetação.
Após conhecer as formas de energia, você deve ter percebido o quanto ela é importante, pois,
sem energia, não é possível se movimentar, crescer economicamente e muito menos
desenvolver tecnologias. A energia faz parte do nosso cotidiano em suas variadas formas,
como eletricidade, combustível, calor etc.
A maioria dos tipos de energia foi descoberta pelo ser humano mediante tentativa e erro na
busca de soluções para as problemáticas de determinado momento. Para conhecer melhor
esse processo, confira a seguir uma linha do tempo que mostra o desenvolvimento da energia
pela humanidade:

7000 A.C.
Produção do fogo pelo Homo erectus, ancestral imediato do homem moderno.
2000 A.C.
Os chineses começam a queimar carvão para se aquecer e cozinhar.


1 D.C.
Os chineses coletam e refinam petróleo de forma artesanal para fornecer iluminação.
200
Os europeus constroem rodas gigantes nos rios para utilizar a força motriz da água como fonte
de energia mecânica.


1000
Os persas constroem o primeiro moinho de vento como fonte de energia.
1350
Os holandeses aprimoram a eficiência do moinho ao colocar seu eixo de rotação na forma
horizontal e com quatro pás.


1600 – 1700
Os britânicos descobrem como cozinhar carvão para transformá-lo em coque e,
posteriormente, em combustível. Importante fator para a Revolução Industrial nos séculos XVIII
e XIX.
1700
A invenção da bomba para escoar água das minas intensificou a mineração de carvão. A
quantidade excessiva de reservatórios descobertos no leste da América do Norte começa a
substituir outros combustíveis como fonte de energia para a civilização.


1820
O primeiro poço de gás natural é perfurado na Fredonia, New York.
1830
O cientista britânico Michael Faraday descobre a indução eletromagnética e cria o gerador
elétrico.


1859
O primeiro poço de petróleo a 21 metros de profundidade é perfurado em Titusville, EUA.
1860
O francês Auguste Mouchout, utilizando um espelho para refletir a luz do sol e fazer vapor,
constrói o primeiro termogerador de energia solar.


1882
Thomas Edison constrói as primeiras usinas geradoras em corrente contínua (CC) para o
atendimento de sistemas de iluminação.
1880-1890
Nikola Tesla inventa o sistema de corrente alternada (CA) de geração elétrica, implantado
como padrão no mundo.


1892
Ocorre o primeiro uso da energia geotérmica para aquecer prédios residenciais em Boise,
Idaho, EUA.
1927
A usina Serra Grande, em Alagoas, é a primeira do Brasil a produzir etanol.


1930
O surgimento da indústria petroquímica dá origem a vários outros subprodutos e a gasolina
continua sendo o principal produto.
1931
A partir deste ano, um decreto obriga a mistura de álcool na gasolina comercializada no Brasil.


1950
A primeira usina nuclear de energia é construída em Obninsk, URSS, e em Shippingport, EUA.
Nessa época, as usinas nucleares eram responsáveis por 20% da energia elétrica nos Estados
Unidos.
1970
Descoberta do maior reservatório de petróleo no mundo em Ghawar, Arábia Saudita.


1975
Criação do Programa Nacional do Álcool (Proálcool) no Brasil.
1977
O cientista brasileiro Expedito Parente inventa e submete para patente o primeiro processo
industrial para a produção de biodiesel.


1978
Lançamento do primeiro carro a álcool no Brasil, o Fiat 147.
1979
O acidente em Three Mile Island, na Pensilvânia, reduz o desenvolvimento da energia nuclear
nos Estados Unidos.


1980
Os cientistas começam a reunir evidências de que a queima de combustíveis fósseis pode
causar mudanças climáticas no planeta.
1989
Construção da primeira planta de escala industrial de biodiesel por uma empresa austríaca.


2000
Os produtores de energia empregam, cada vez mais, métodos não convencionais para chegar
aos reservatórios de petróleo. Além disso, há um incremento nos esforços de desenvolver
fontes de energia alternativa (eólica, solar e geotérmica).
2001
Alguns países, como parte de seu planejamento energético, começam a utilizar políticas
relacionadas à criação de departamentos de pesquisa voltados, exclusivamente, para energias
alternativas.


2002
Japão constrói e instala 25 mil painéis solares.
2005
Inicia-se o uso de biodiesel no Brasil, com uma mistura facultativa de 2% no diesel, chamada
de B2.


2006
A energia eólica começa a utilizar outros métodos e designs mais eficientes, reduzindo assim a
contaminação pelo ruído aerodinâmico e tornando-se visualmente mais atrativa.
2008-2009
Espanha é reconhecida como o país com maior potência fotovoltaica instalada no mundo
(2.708 MW).


2010
A mistura de biodiesel no diesel chega a 5%, chamada de B5.
2012
A União Europeia proíbe a fabricação de lâmpadas incandescentes, que começam a ser
substituídas pela tecnologia LED. A mudança é devida à perda grande de energia na forma de
calor (95%) e somente 5% de luz (MARQUES FARIAS; SELLITTO, 2011).

VERIFICANDO O APRENDIZADO
QUANTO AOS CONCEITOS DE FONTES PRIMÁRIAS DE ENERGIAS
RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS, QUAL DAS SEGUINTES
AFIRMAÇÕES ESTÁ ERRADA?
A) A energia nuclear é uma fonte primária renovável, já que utiliza urânio como fonte de
energia.
B) A termelétrica é uma fonte de energia não renovável por utilizar como matéria-prima o
carvão mineral, gerando gases de combustão.
C) No mundo, o consumo de energia por fontes não renováveis (combustíveis fósseis) é maior,
comparada com as fontes de energia renováveis.
D) Calor e trabalho são as principais formas de energia presentes nos processos de
transformação de energia, seja ela de fonte renovável ou não.
ABAIXO, LISTAMOS ALGUNSEXEMPLOS DA EVOLUÇÃO DA ENERGIA
AO LONGO DO TEMPO. ASSINALE A ALTERNATIVA QUE CONTENHA UM
FATO QUE NÃO CORRESPONDE AO OCORRIDO:
A) O primeiro poço de gás natural foi perfurado nos Estados Unidos.
B) O carvão foi primordial para a Revolução Industrial nos séculos XVIII e XIX.
C) O fogo foi a primeira evidência da existência de energia na forma de calor.
D) Os holandeses foram os primeiros a construir o moinho de vento como fonte de energia.
GABARITO
Quanto aos conceitos de fontes primárias de energias renováveis e não renováveis, qual
das seguintes afirmações está errada?
A alternativa "A " está correta.
A energia nuclear não é renovável, já que não utiliza fontes primárias renováveis como o sol ou
vento. No entanto, é considerada limpa, pois não emite gases do efeito estufa. O ponto
negativo é o lixo nuclear, que precisa ser descartado com muito cuidado em locais isolados.
Abaixo, listamos alguns exemplos da evolução da energia ao longo do tempo. Assinale a
alternativa que contenha um fato que não corresponde ao ocorrido:
A alternativa "D " está correta.
Em realidade, foram os persas no ano 1.000 d.C. que usaram o moinho de vento como fonte
de energia, os holandeses apenas aprimoraram a eficiência do moinho ao colocar seu eixo de
rotação na forma horizontal e adicionar quatro pás em 1350.
MÓDULO 2
 Reconhecer a evolução nas formas de aproveitamento energético
INTRODUÇÃO
As formulações e reavaliações das políticas energéticas de cada país confrontam um novo
desafio: as possíveis matrizes energéticas devem retratar ações que diminuam a queima do
petróleo, gás natural, carvão e combustíveis de origem não renovável na busca de minimizar a
quantidade de dióxido de carbono lançada para a atmosfera. Surgiu, então, a necessidade de
se investir em energias renováveis.
Apresentaremos as principais fontes de energia limpa, que estão em ascensão e podem
substituir ou complementar as energias de origem fóssil. A matriz energética mundial está à
procura da diversidade de fontes, as quais se originam de biomassa, biocombustíveis ou
energias renováveis como a solar, geotérmica, eólica ou a combinação delas, que se chamam
energias híbridas. Além disso, temos ainda a tecnologia de geração de energia mediante
células a combustível.
 
Fonte: Shutterstock.com
SOLAR
 
Fonte: Shutterstock.com
GEOTÉRMICA
 
Fonte: Shutterstock.com
EÓLICA
Vamos começar por uma das fontes de geração de energia elétrica com maior ascensão nos
últimos 10 anos nas matrizes energéticas: os sistemas eólicos, que hoje representam 5,5% da
geração de energia elétrica no mundo de acordo com o relatório da REN 21 de 2019.
SISTEMAS EÓLICOS DE GERAÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
A energia eólica converte a energia cinética do vento em diferentes tipos de energia, como a
mecânica, elétrica, hidráulica, entre outras.
 
Imagem: Canal energiasdomundo / Youtube
Uma das formas mais utilizadas na atualidade para o aproveitamento em grande escala da
energia eólica é a instalação de aerogeradores ou turbinas eólicas. Os principais fabricantes de
grandes aerogeradores estão localizados nos seguintes países:

Dinamarca

Estados Unidos

Alemanha

Holanda

Índia

Espanha
Conforme dados do relatório da REN 21 de 2019, em 2018, a capacidade instalada de energia
eólica alcançou os 591GW. O Brasil é o 8º maior produtor de energia eólica no mundo. A
China, por sua vez, superou os Estados Unidos com a maior participação na geração eólica
mundial, 35,5% e 16,3% respectivamente. A Índia ultrapassou o Brasil neste último ano,
posicionando-o na quarta colocação. A Dinamarca foi pioneira na geração eólica (100% em
1980).
 
 Figura 3. Capacidade instalada de energia eólica nos principais 10 países, 2018.
No Brasil, qual era a capacidade de produção de energia eólica em 2018?
 
Imagem: Shutterstock.com, Adaptado por Webdesigner
 
Imagem: Shutterstock.com, Adaptado por Webdesigner
No fator de capacidade, o Ceará alcançou a segunda colocação, ficando atrás da Bahia.
 
Imagem: Shutterstock.com, Adaptado por Webdesigner
O Rio Grande do Norte é o estado com a maior produção na geração eólica brasileira,
alcançando 34,6% e superando o Ceará, pioneiro em 2017.
 
Imagem: Shutterstock.com, Adaptado por Webdesigner
No fator de capacidade, a Bahia teve o maior índice, com 42,9%.
Diniz (2019) aponta que, fazendo uma projeção com base nesses dados, ao final de 2027,
serão 209GW instalados em território brasileiro, 35% superior ao verificado em 2018 (155GW).
PARÂMETROS QUE VIABILIZAM A
ENERGIA EÓLICA
Vamos entender como é formado o principal combustível desse tipo de energia: o vento.
 
Imagem: Shutterstock.com
O Sol aquece de forma desigual as diferentes áreas do planeta, provocando o movimento do ar
que rodeia a Terra e isso gera o vento, que é energia em movimento.

A rotação terrestre, a diferença de temperatura e a pressão atmosférica influenciam a direção
do vento.
 
Imagem: Shutterstock.com
A energia do vento depende de sua velocidade e, em menor medida, de sua densidade, a qual
diminui com a altitude. Próximo do solo, a velocidade é baixa, no entanto, aumenta
rapidamente com a altitude. Quanto maior rugosidade da superfície do terreno, mais facilmente
o vento poderá ser freado. Podemos concluir que o vento sopra com menor velocidade nas
oscilações terrestres e com maior velocidade sobre as montanhas. A figura a seguir
apresenta o comportamento do vento com relação à altura.
 
 Figura 4: Comportamento do vento vs. altura
Os parâmetros fundamentais que viabilizam um projeto de energia eólica são a velocidade do
vento e a direção predominante, que variam em uma zona determinada durante o ano e
também entre distintos anos. É importante dispor de formação eólica que abarque um número
determinado de anos. Na maioria dos casos, não é possível dispor de informação de vários
anos. Os dados podem ser apresentados na forma de histogramas com as variações da
velocidade para determinada hora, conforme demonstra a figura a seguir:
 
Imagem: (MCEN, 2010)
 Figura 5. Histograma representando a velocidade do vento por horas
Para a compilação da informação eólica, deve ser instalado um equipamento para medir a
velocidade (anemômetro) e outro para a direção (cata-vento). Observe as imagens a seguir:
 
Imagem: Shutterstock.com
ANEMÔMETRO
 
Imagem: Shutterstock.com
CATA-VENTO
A altura padrão para colocar esses sensores é de 10m. Os dados coletados podem ser
tabelados de acordo com a Escala Beaufort, que define a velocidade do vento e sua
denominação. Por exemplo, a escala 5, ideal para projetos eólicos, representa uma velocidade
de 8-10m/s.
Outra forma de expressar esses dados é por meio da rosa dos ventos, que ilustra a
frequência com que o vento sopra numa direção e velocidade determinada, conforme
observado na figura a seguir:
Estação meteorológica da costa Sul [SSHR MET] 
Dados da pesquisa geológica dos EUA, 01.01.2006 a 31.12.2010
 
 Figura 6. Exemplo de uma rosa dos ventos
TURBINAS EÓLICAS
Os aerogeradores, ou as turbinas eólicas, podem ser classificados de acordo com a sua
potência nominal (pequeno, médio ou grande porte) ou pela orientação do eixo (vertical ou
horizontal).
 
Imagem: Shutterstock.com
Quais são as características de cada tipo de turbina eólica e as partes fundamentais dessa
estrutura?
VÍDEO COM AVALIAÇÃO
Para obter as respostas, assista ao vídeo a seguir.
IMPACTO AMBIENTAL CAUSADO PELA
GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA
O impacto ambiental provocado por um parque eólico depende, fundamentalmente, de alguns
fatores, como o local elegido para sua instalação, o tamanho do parque e a distância dos
núcleos urbanos.

IMPACTO VISUAL
Esse ponto de discussão pode ser subjetivo, já que o maior problema está no impacto
paisagístico. Um parque eólico com poucos aerogeradores pode ser atrativo para algumas
pessoas, no entanto, parques com alta concentração de aerogeradores são obrigados a
diminuir esse impacto ambiental.

IMPACTOSONORO
O barulho gerado pelos aerogeradores dos anos 1980 resumia-se a fatores mecânicos, mas,
atualmente, existem modelos que diminuíram esse impacto em 50%.

IMPACTO NAS AVES
Esse impacto é considerado pequeno, se comparado ao produzido por mortes de causas
naturais. Um estudo espanhol demonstrou que as colisões de aves nos aerogeradores é de
0,1%. Estudos similares, realizados na Dinamarca, concluíram que as aves se acostumaram
rapidamente aos aerogeradores e, portanto, desviam a sua trajetória de voo para evitá-los.
 
Imagem: Shutterstock.com
SISTEMAS SOLARES DE GERAÇÃO DE
ELETRICIDADE
O uso da energia solar de forma ativa acontece quando se utilizam dispositivos que, mediante
propriedades de seus materiais construtivos e de suas características físicas, são capazes de
captar a radiação e transformá-la em outra forma de energia de interesse humano.
Existem duas formas principais de transformar a radiação solar em outras formas de energia:
 
Imagem: Shutterstock.com
ELETRICIDADE
Painéis ou módulos solares, também chamados de sistemas fotovoltaicos.
 
Imagem: Shutterstock.com
CALOR
Coletores solares planos e concentrados.
Como funcionam os sistemas fotovoltaicos e como é a estrutura de um painel solar?
VÍDEO COM AVALIAÇÃO
Para obter as respostas, assista ao vídeo a seguir.
GERAÇÃO TERMOSSOLAR
Os coletores solares de concentração, como o próprio nome indica, utilizam-se de
dispositivos que, ao receberem a radiação solar, tratam de desviar os raios incidentes,
dirigindo-os para um foco central a fim de elevar a temperatura. Um dos fenômenos mais
comuns utilizados nesses dispositivos é a reflexão por espelhos, que podem ser planos ou
curvos. Vamos conhecer os diferentes tipos de concentradores.
CONCENTRADOR CILINDRO-PARABÓLICO
 
 Figura 7: Exemplo de calha cilindro-parabólica.
É um concentrador de foco linear. Sua estrutura curva tem a geometria de uma calha
parabólica que concentra em seu foco, linearmente, os raios solares incidentes na superfície
espelhada, onde se encontra a tubulação absorvedora, conforme ilustra a figura a seguir.
 
 Figura 8: Ciclo heliotérmico simplificado sem armazenamento.
O fluido que passa na tubulação é aquecido e transfere sua energia na forma de calor para
gerar vapor. Esse vapor movimenta as pás de uma turbina, gerando energia elétrica. Pode-se
utilizar somente o calor do fluido para aquecer sistemas residenciais. Observe esse processo
na ilustração a seguir.
CONCENTRADOR DISCO PARABÓLICO
A superfície espelhada tem a forma de uma calota parabólica e concentra os raios solares no
dispositivo absorvedor, que é posicionado em seu foco, conforme ilustra a figura a seguir.
 
 Figura 9. Discos parabólicos
 
Imagem: Essas e Outras
 Figura 10: Estrutura de um sistema termossolar – Torre central
CONCENTRADOR TORRE CENTRAL
São concentradores de grande porte, conhecidos como usinas solares, que podem ser
construídos com espelhos planos (refletores), dispostos ao redor de um dispositivo central
de absorção, de forma que os raios incidentes nos espelhos sejam refletidos e direcionados a
um absorvedor colocado no alto de uma torre, conforme apresentado na figura a seguir.
No caso dos coletores/concentradores de espelhos, que são dispositivos com maior tecnologia
agregada, muitas vezes são associados mecanismos que proporcionam movimento aos
refletores para acompanhar o deslocamento do Sol durante o dia, assim como em relação à
declinação geográfica durante o ano, o que otimiza sua eficiência de captação. Dessa maneira,
é possível obter temperaturas muito altas, tornando esses coletores verdadeiros fornos solares.
VÍDEO COM AVALIAÇÃO
Para saber um pouco mais sobre esse assunto, assista ao vídeo a seguir em que a professora
Heloize Charret faz um panorama das energias eólica e fotovoltaica no Brasil.
ENERGIA GEOTÉRMICA
A energia geotérmica deriva da diferença entre a temperatura da superfície da Terra e a do
seu interior, que varia de uma média de 15°C na superfície a 6000°C do núcleo interno.
Essa diferença de temperatura causa um fluxo contínuo de calor do interior para a superfície. A
temperatura da Terra geralmente aumenta cerca de 3°C a cada 100 metros.
 
Imagem: Shutterstock.com
Embora em algumas áreas da crosta existam anomalias geotérmicas, fazendo com que a
temperatura aumente entre 100°C a 200°C por quilômetro, essas áreas são as que podem ser
mais bem exploradas do ponto de vista geotérmico. As profundidades dessas explorações
geralmente estão localizadas entre 300 e 2.000 metros. Atualmente, a energia geotérmica pode
ser usada de duas maneiras: diretamente, como calor, ou para produção de eletricidade.
 
Imagem: Site Horizontes Científicos
 Figura 11: Princípio de funcionamento da energia geotérmica.
Como produzir eletricidade utilizando as fontes geotérmicas?
Utiliza-se a saída de vapor de fontes geotérmicas, acionando turbinas.

As turbinas acionam geradores elétricos.
A ilustração a seguir demonstra esse processo:
 
Imagem: Canal dora dalberto / Youtube
Para que esse processo ocorra, é necessário que a temperatura da água subterrânea esteja
acima de 150ºC. Se a tecnologia do ciclo binário for usada, a temperatura pode ser de 100ºC
(essa tecnologia consiste, basicamente, na água que dá calor a outro fluido que vaporiza a
uma temperatura mais baixa). Esses campos, que são usados para a produção de eletricidade,
são chamados de campos geotérmicos. A produção de calor a partir de energia geotérmica
pode ser obtida de duas maneiras diferentes:
APLICAÇÕES DE BAIXA E MÉDIA TEMPERATURA
Aproveitam diretamente as águas subterrâneas, que devem estar entre 30°C e 150°C. As
aplicações mais comuns são o aquecimento de edifícios, estufas, água de pisciculturas e
piscinas, spas e usos industriais, como secagem de tecidos, secagem de pavimentos e para
evitar a formação de gelo nos pavimentos (com tubos enterrados, nivelados com o chão,
através dos quais a água do reservatório circula).
APLICAÇÕES EM BAIXA TEMPERATURA
Utilizam bombas de calor geotérmicas e podem tirar vantagem de águas a 15°C. Cerca de
356.000 bombas de calor geotérmicas estão instaladas na União Europeia para uso em
aquecimento ou condicionamento de ar.
Qual a vantagem na produção de energia geotérmica?
Uma das grandes vantagens da produção de eletricidade com energia geotérmica é que ela
não é intermitente, como é o caso da grande maioria das energias renováveis. A produção é
constante e previsível, portanto, pode ser usada para satisfazer a demanda elétrica básica.
 
Imagem: Shutterstock.com
Atualmente, estão sendo pesquisados depósitos de rochas quentes secas que, diferentemente
dos demais, não possuem aquífero, havendo a necessidade de se injetar um líquido neles.
Espera-se que sejam muito eficazes para a produção de eletricidade.
ENERGIA DOS OCEANOS
O oceano é uma enorme reserva de energia, que pode ser usada por meio do aproveitamento
de marés, correntes oceânicas, ondas, gradiente térmico dos oceanos ou biomassa
marinha (obtendo gases combustíveis de certas algas marinhas). Vamos conhecer esses tipos
de energia a seguir.
 
Imagem: Shutterstock.com
ENERGIA DAS MARÉS
As marés resultam das ações gravitacionais da Lua e do Sol. A energia das marés usa a
diferença entre as marés para gerar eletricidade. Para um uso rentável, é necessário que a
diferença entre as marés alta e baixa seja de, pelo menos, 5 metros. Estima-se que, em todo o
mundo, apenas 40 lugares possuam localização adequada para exploração lucrativa, com um
potencial total de cerca de 15.000 MW (pouco menos de 0,01% do consumo mundial de
eletricidade).
O princípio operacional mais difundido se baseia na construção de diques capazes de conter
um grande volume de água, onde comportas são instaladas para reter água durante a maré
alta. Quando a maré acaba, os portões se abrem, dando lugar a uma cachoeira que gira uma
turbina, acionando um gerador elétrico. Esse processo pode ser observado na figuraa seguir:
 Figura 12: Princípio de funcionamento de geração de energia pelas marés.
ENERGIA DAS ONDAS
O vento que sopra na superfície do mar pode produzir ondas com mais de 20 metros de altura.
As ondas são outra fonte de energia renovável que abriga um grande potencial de geração de
energia. A energia cinética contida no movimento das ondas pode ser transformada em
eletricidade de diferentes maneiras. O Conselho Mundial de Energia (WEC) estimou a potência
mundial desse recurso em cerca de 2000 GW. A maior parte dessa energia está concentrada
nos oceanos Atlântico e Pacífico. Ao contrário de outros tipos de energia renovável, há um
grande número de projetos voltados para a conversão de energia das ondas.
Como produzir energia com o movimento das ondas?
Aproveitando-se das oscilações de altura da maré. A água pode elevar ou abaixar um pistão
dentro de um cilindro, movendo, assim, um gerador elétrico.
 
Imagem: Site Aqua-RET
ENERGIA DO CALOR DOS OCEANOS
(GRADIENTE TÉRMICO)
O gradiente térmico é produzido pela diferença de temperatura entre a superfície do mar
(20ºC ou mais) e a do fundo (pode variar entre 0 e 7ºC), embora essas diferenças sejam
maiores em algumas áreas do planeta, como o Equador. Para que a geração de eletricidade
seja rentável, a diferença de temperatura precisa ser de pelo menos 20ºC entre a superfície e a
camada com 100 metros de profundidade, o que ocorre nos mares tropicais e subtropicais. A
figura a seguir ilustra o processo de geração de energia por gradiente térmico:
CONVERSÃO DE ENERGIA TÉRMICA DO OCEANO EM
CICLO FECHADO
 
Imagem: ENCYCLOPÆDIA BRITANNICA
 Conversão de energia térmica do oceano em ciclo fechado
SISTEMAS HÍBRIDOS
Um sistema de energia híbrida é aquele que usa mais de uma fonte renovável para
produzir energia. Em outras palavras, combina mais de uma fonte de energia, como a luz solar
e o vento, por exemplo. Nesse caso, com painéis solares e turbinas eólicas, a geração de
energia é usada durante o período de maior sol e ventos mais altos para manter o suprimento
de eletricidade em operação contínua.
No entanto, esses sistemas não são totalmente independentes da rede elétrica, pois possuem
baterias isoladas, que absorvem o excesso de energia e a economizam caso seja necessário
em algum momento. Eles também têm um grupo gerador, como uma forma de backup, ou
podem ser conectados diretamente à rede de consumo de eletricidade. Se a produção de
energia não for suficiente, a eletricidade pode ser usada para atender à necessidade.
 
Imagem: Shutterstock.com
Os sistemas de energia híbrida trabalham para minimizar as emissões de dióxido de
carbono na atmosfera. O principal motivo é que o grupo gerador não é a principal fonte de
energia, mas cumpre uma função secundária ou de reforço, funcionando apenas em casos de
necessidade e não por 24 horas, como é o caso da energia elétrica comum. Ao usar recursos
infinitos e renováveis como fonte de energia, o consumo de eletricidade é reduzido e a pressão
na rede elétrica, já saturada, também é aliviada.
Esses sistemas de energia podem ser utilizados para diferentes funções, levando em
consideração a quantidade de energia que você deseja produzir e a quantidade de espaço
disponível para a instalação. Esse ponto é importante, porque é necessário instalar dois tipos
de geradores de energia, como um moinho e um painel solar, podendo integrar a infraestrutura
de comunicações, atividades pecuárias com alto consumo de energia continuamente, usos
industriais, eletrificação rural e, em menor grau, residências familiares. Vejamos alguns
exemplos de sistemas híbridos:
SISTEMA HÍBRIDO SOLAR-DIESEL
 
Imagem: Site powerhouseegypt
SISTEMA HÍBRIDO SOLAR-EÓLICO
 
Imagem: Site energy
SISTEMA HÍBRIDO DIESEL-EÓLICO-SOLAR
 
Imagem: Site th-energy.net
Como qualquer sistema, a geração de energia híbrida tem pontos positivos e negativos:
VANTAGENS 
O uso de fontes renováveis, limpas e infinitas como matéria-prima;
Diminuição do lançamento de dióxido de carbono e de outros gases poluentes,
responsáveis pelo agravamento do efeito estufa na atmosfera;
Alívio da pressão da rede elétrica;
Ao usar várias fontes energéticas, se uma delas falhar ou não puder ser usada (como em
um dia sem sol ou sem vento), a geração de energia não será completamente perdida.
Caso contrário, quando todas as fontes puderem ser usadas, será gerada uma energia
extra, que será armazenada nas baterias e usada conforme necessário;
Os sistemas de energia híbrida não requerem manutenção extensiva. Os painéis solares
precisam apenas de limpeza, enquanto as turbinas eólicas precisam de serviço regular
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para lubrificar as peças móveis e uma inspeção na rotação.
DESVANTAGENS 
As condições climáticas são imprevisíveis. Até os meteorologistas fracassam. Portanto,
os sistemas de energia híbrida não podem ser usados como fonte primária de energia em
situações críticas, como em um hospital.
Em alguns dias será impossível gerar energia por meio dessas fontes e será preciso
recorrer à rede elétrica tradicional.
Se não for gerada energia suficiente, as baterias não poderão ser carregadas no tempo
necessário para serem usadas posteriormente.
Preço alto para instalação.
CÉLULA A COMBUSTÍVEL
Uma célula de combustível é um dispositivo eletroquímico que converte diretamente energia
química em eletricidade e calor. Consiste em dois eletrodos, o ânodo e o cátodo,
separados por um eletrólito.
Os tipos de células de combustível são caracterizados principalmente por seus eletrólitos. Ao
contrário de uma célula ou bateria elétrica, uma célula de combustível não precisa ser
recarregada. Funciona desde que o combustível e o oxidante sejam fornecidos externamente.
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Imagem: Shutterstock.com
Como produzir eletricidade utilizando célula de combustível?
O combustível oxidado no ânodo libera elétrons que fluem para o cátodo através do circuito
externo.

O circuito é completado com o fluxo de íons no eletrólito, que também separa os dois fluxos de
gases, combustível e oxidante.

O calor gerado pode ser usado diretamente como subproduto no processador de combustível
ou para produzir residualmente mais eletricidade (reação reversa à eletrólise da água).
A ilustração a seguir demonstra esse processo:
 
Imagem: Wikipedia
As principais reações que ocorrem na produção de energia elétrica utilizando célula de
combustível são:
(1)
Ânodo:
H2(G) → 2H+ + 2E-
(2)
Cátodo:
1/2O2 + 2H+ + 2E- → H2O
(3)
Célula de combustível como um todo:
H2 + 1/2O2 → H2O
⇋ Utilize a rolagem horizontal
Nessas reações, as células são empilhadas e conectadas em série ou em paralelo para
fornecer a tensão e a energia desejadas, razão pela qual também são conhecidas como
células de combustível. Os eletrodos usados e as condições operacionais das células
determinarão o eletrólito a ser utilizado. Existem, atualmente, vários tipos de células a
combustível:
1
Células a combustível de membrana polimérica (PEM)
2
Células a combustível de ácido fosfórico (PAFC)
3
Células a combustível de carbonato fundido (MCFC)
4
Células a combustível de óxido sólido (SOFC)
5
Células a combustível alcalinas (AFC)
A ilustração a seguir mostra uma comparação entre os diferentes tipos de células a
combustível:
 
Imagem: Site doitpoms
 Figura 14. Comparação dos diferentes tipos de células a combustível.
HIDROGÊNIO
O hidrogênio, apesar de ser o elemento mais abundante do universo, não é uma fonte
primária de energia, pois geralmente está associado a outros elementos como a água, onde é
encontrado para formar uma molécula com oxigênio. Na verdade, o hidrogênio é um vetor de
energia, isto é, uma forma secundária energética que deve ser transformada a partir de outras
fontes primárias.
A descontinuidade das energias renováveis torna necessário o armazenamento de energia
para uso quando solicitado. Essas energias encontram o hidrogênio como uma forma de
armazenamento.
O hidrogênioproduzido a partir de fontes renováveis, para uso posterior em transporte ou
produção de eletricidade e calor, permite que a geração de energia seja adaptada às
necessidades.
A figura a seguir ilustra o aproveitamento do hidrogênio no processo de produção de energia.
 
Imagem: Site Automóveis elétricos
 Figura 15: Aproveitamento do hidrogênio.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
EM RELAÇÃO AOS PARÂMETROS QUE VIABILIZAM A ENERGIA EÓLICA,
LEIA AS AFIRMAÇÕES A SEGUIR:
O ESTUDO DO COMPORTAMENTO DOS VENTOS POR REGIÃO.
QUANTO MAIS ACENTUADA A RUGOSIDADE DO TERRENO, MAIOR
SERÁ A VELOCIDADE DO VENTO.
MAIORES VELOCIDADES SÃO VERIFICADAS À MEDIDA QUE HÁ UM
AFASTAMENTO DO SOLO.
A ALTURA É UM PARÂMETRO UTILIZADO NA ESPECIFICAÇÃO DO
AEROGERADOR.
É CORRETO APENAS O QUE SE AFIRMA EM:
A) II e IV.
B) II.
C) I.
D) I, III e IV.
SISTEMA QUE CONSISTE NA PRODUÇÃO DE ELETRICIDADE DE MODO
SIMILAR ÀS TERMELÉTRICAS, ONDE GRANDES ESPELHOS OU CALHAS
SÃO UTILIZADAS PARA QUE A LUZ SOLAR, EM UMA ÚNICA LINHA OU
PONTO, PRODUZA CALOR E O CONVERTA EM VAPOR QUENTE QUE, EM
ALTA PRESSÃO, POSSA MOVIMENTAR TURBINAS E GERAR
ELETRICIDADE. 
 
DAS SEGUINTES OPÇÕES, QUAL NÃO FAZ PARTE DESSE PROCESSO:
A) Sistema fotovoltaico autônomo.
B) Sistema cilindro parabólico.
C) Sistema torre central.
D) Sistema disco parabólico.
GABARITO
Em relação aos parâmetros que viabilizam a energia eólica, leia as afirmações a seguir:
O estudo do comportamento dos ventos por região.
Quanto mais acentuada a rugosidade do terreno, maior será a velocidade do vento.
Maiores velocidades são verificadas à medida que há um afastamento do solo.
A altura é um parâmetro utilizado na especificação do aerogerador.
É correto apenas o que se afirma em:
A alternativa "D " está correta.
Em geral, quanto mais acentuada a rugosidade do terreno, maior será a diminuição da
velocidade do vento. Dessa forma, a rugosidade do terreno, onde será feito o aproveitamento
eólico, deve ser baixa, para diminuir as menores taxas de velocidade do vento na altura do
rotor. Baixas rugosidades também são desejáveis no entorno do terreno e na direção principal
do vento.
Sistema que consiste na produção de eletricidade de modo similar às termelétricas,
onde grandes espelhos ou calhas são utilizadas para que a luz solar, em uma única linha
ou ponto, produza calor e o converta em vapor quente que, em alta pressão, possa
movimentar turbinas e gerar eletricidade. 
 
Das seguintes opções, qual não faz parte desse processo:
A alternativa "A " está correta.
Um sistema fotovoltaico autônomo de produção de energia elétrica compreende o
agrupamento de módulos em painéis fotovoltaicos e de outros equipamentos relativamente
convencionais, que transformam ou armazenam a energia elétrica e não a energia térmica.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento sustentável foi definido pela Comissão Mundial de Meio Ambiente e
Desenvolvimento da ONU como o desenvolvimento que atende às necessidades do
presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de atender às suas
próprias necessidades. Essa concepção baseia-se na ideia de que é possível conservar o
capital natural e cultural de um território sem comprometer seu desenvolvimento presente e
futuro.
Manter o sistema de energia atual por um período de uma ou duas gerações é simplesmente
insustentável, uma vez que as reservas de combustível estão acabando, situação que pode
trazer riscos à paz mundial. Além disso, o uso de energias não renováveis contribui para
diversos problemas ambientais, como o agravamento do efeito estufa, a poluição local, a chuva
ácida e o desmatamento. Por isso, conhecer as formas de energia e os avanços no
aproveitamento delas é essencial para que possamos pensar em uma produção energética que
atenda às necessidades humanas sem prejudicar o meio em que vivemos.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
BORGES NETO, M. R. Geração de Energia Elétrica - Fundamentos. Rio de Janeiro: Érica,
2012.
DINIZ, F. Energia eólica no Nordeste. In: Caderno Setorial ETENE. Ano 4, nº 66. Publicado
em: fev. 2019.
EPE (Empresa de Pesquisa Energética). Balanço Energético Nacional. 2019.
FARAH, M. A. Petróleo e seus derivados. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
MARQUES FARIAS, L. M.; SELLITTO, M. A. Uso da energia ao longo da história: evolução e
perspectivas futuras. In: Revista Liberato, Novo Hamburgo, v.12, n.17, p.01-106, 2011.
MOREIRA, S. Energias Renováveis, Geração Distribuída e Eficiência Energética. Rio de
Janeiro: LTC, 2017.
PHILIPPI JR, A.; REIS, L. B. Energia e sustentabilidade. 1. ed. São Paulo: Manole, 2016.
PINTO, M. Fundamentos de energia eólica. 1. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2013.
REIS, L. B. Geração de energia elétrica. 2. ed. Barueri: Manole, 2011.
REN21. Renewables 2019 Global Status Report. 2019.
SANTOS, M. A. Fontes de energia nova e renovável. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
EXPLORE+
Leia os textos a seguir:
Sistema fotovoltaico no aeroporto internacional de Manaus: análise da viabilidade técnica,
econômica e ambiental de implantação usando simulação computacional, de Carlos Gomes
Fontinelle, Jandecy Cabral Leite e Carlos Magno Cassio.
Estudo preliminar de um projeto de parque eólico na região da fronteira oeste do Rio Grande
do Sul, de Luiza Ferreira da Costa Ramanauskas e Eberson José Thimmig Silveira.
Assista ao seguinte documentário:
Promessa de Pandora, dirigido por Stewart Brand, Gwyneth Cravens e Mark Lynas.
Sinopse: Ex-ativistas contra a energia nuclear e cientistas revolucionários dão testemunhos a
favor da tão malvista fonte de energia em um documentário provocativo.
CONTEUDISTA
Óscar Javier Celis Ariza
 CURRÍCULO LATTES
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