APS - 1º semestre - Fontes alternativas de energia

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CURSO DE ENGENHARIA – CICLO BÁSICO 
PRIMEIRO SEMESTRE 
 
 
 
 
 
 
APS – ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA 
 
 
 
 
 
 
Cassiano Carvalho dos Santos C605GH1 EB1M12 
Gabriel Henrique Arrais Chico C6589D3 EB1M12 
Natália Rafaele Mariano C65JII0 EB1M12 
Vinicio Morales Siolin C63CHF3 EB1M12 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINAS – SP 
MAIO/2015 
 
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Cassiano Carvalho dos Santos C605GH1 EB1M12 
Gabriel Henrique Arrais Chico C6589D3 EB1M12 
Natália Rafaele Mariano C65JII0 EB1M12 
Vinicio Morales Siolin C63CHF3 EB1M12 
 
 
 
 
 
APS – ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho realizado pelos alunos do 1º 
Semestre do Ciclo Básico de Engenharia 
EB1M12 da UNIP para a disciplina de 
Atividade Prática Supervisionada sob 
orientação dos professores do semestre. 
 
 
 
 
 
 
CAMPINAS – SP 
MAIO/2015 
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Sumário 
 
Introdução ao tema proposto para a APS ..............................................................................4 
Revisão Bibliográfica..................................................................................................................5 
1. História do uso e desenvolvimento das fontes de energia ..............................................6 
2. Classificação das fontes de energia ...................................................................................7 
2.1. Fontes de Energia Renovável .......................................................................................7 
2.2. Fontes de Energia Não Renovável ..............................................................................8 
2.3. Comparação das fontes renováveis e não renováveis .............................................8 
3. Fontes alternativas de energia .............................................................................................9 
3.1. Energia Eólica ................................................................................................................10 
3.1.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................10 
3.2. Energia Hidráulica .........................................................................................................11 
3.2.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................11 
3.3. Energia das Marés ou Maremotriz .............................................................................12 
3.3.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................12 
3.4. Energia das Ondas .......................................................................................................13 
3.4.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................13 
3.5. Energia Solar .................................................................................................................14 
3.5.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................14 
3.6. Energia Geotérmica ......................................................................................................15 
3.6.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................15 
3.7. Biocombustíveis ............................................................................................................16 
3.7.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................16 
3.8. Energia Nuclear .............................................................................................................17 
3.8.1. Vantagens e desvantagens ..................................................................................17 
Considerações Finais ..............................................................................................................18 
Referências Bibliográficas .......................................................................................................19 
 
 
 
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Introdução ao tema proposto para a APS 
O estudo apresentado tendo como tema "Fontes Alternativas de Energia" integra 
a Atividade Prática Supervisionada (APS), a qual se define por um trabalho 
semestral que engloba as diversas disciplinas cursadas no presente período pela 
equipe de alunos do curso de Engenharia Básica da Universidade Paulista - UNIP 
CAMPINAS/SP - Campus Swift. 
 O termo energia é estritamente difícil de definir, sendo sugerido inicialmente em 
1807 pelo médico e físico inglês Thomas Young, o qual o relacionou diretamente com 
a própria concepção de que energia fornece a capacidade de um corpo realizar algum 
tipo de trabalho mecânico. É nessa circunstância que o conceito energia se mostra, 
além de essencial para o estudo e a compreensão das diversas áreas da ciência e das 
engenharias, principalmente a física, uma disciplina que classifica em várias formas 
como mecânica, cinética, potencial, elétrica, térmica, luminosa. 
 A energia também contribui diretamente para o desenvolvimento da vida humana 
ao longo da história, atuando em todos os setores da atual sociedade como economia, 
comércio, ambiente, indústria, relações internacionais, desencadeando assim uma 
ampla dependência entre a prática de diversas atividades humanas e a energia. 
Contudo, para que tal desenvolvimento se consolide, é necessário extrai-la de suas 
variadas fontes, ou seja, usar e aproveitar de recursos da natureza aplicados à 
matemática, química e física para satisfazer as necessidades e facilitar as atividades. 
E como o uso de energia é intenso e algumas de suas fontes são esgotáveis, houve a 
necessidade de buscar por fontes alternativas que não acabem e supram a alta 
demanda. 
Desta forma, o presente trabalho visa abordar as fontes alternativas de energia 
de uma forma sintetizada e completa e entender a necessidade, a produção e o 
consumo de energia no cotidiano em geral e nas aplicações da engenharia, além de 
sua vasta essencialidade para a existência da atualidade. É importante ressaltar que 
a busca pelas fontes alternativas consiste principalmente em prosperar com os avanços 
da tecnologia de uma forma sustentável e que cause o menor impacto negativo possível 
no meio ambiente ao mesmo tempo em que proporcione a abundancia energética 
imprescindível para a vitalidade do século XXI. 
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Revisão Bibliográfica 
Neste trabalho aqui apresentado serviram como respaldo algumas citações que 
auxiliaram para o seu desenvolvimento, autores como: 
“A energia é mais bem descrita pelo que ela pode fazer. Não podemos “ver” a energia, 
apenas seus efeitos; não podemos fazê-la, apenas usá-la; e não podemos destruí-la, 
apenas desperdiçá-la (ou seja, utilizá-la de forma ineficiente). Ao contrário da comida e 
da moradia, a energia não é valorizada por si própria, mas pelo que pode ser feito com 
ela” 
HINRICHS, Roger; KLEINBACH, Merlin; REIS, Lineu. Energia e Meio Ambiente. 4 ed. 
São Paulo: Cengage Learning, 2011. p. 3. 
“A energia pode ser transformada de uma forma para outra, mas não criada nem 
destruída. Tal lei sugere que todas as transferências de energia, perdas e ganhos, 
podem ser contabilizados em uma espécie de balanço. Além disso, sempre que se 
transforma a energia ocorrerão perdas.” 
GOLDEMBERG, José; LUCON, Oswaldo. Energia, Meio ambiente e 
Desenvolvimento. 3 ed. São Paulo: EdUsp, 2012. p. 35. 
“A buscade soluções para os problemas energéticos requer entender quais são as 
alternativas existentes e escolher as mais adequadas. Essas escolhas poderão afetar 
os padrões locais de consumo e a qualidade de vida das populações.” 
GOLDEMBERG, José; LUCON, Oswaldo. Energia, Meio ambiente e 
Desenvolvimento. 3 ed. São Paulo: EdUsp, 2012. p. 83. 
“Historicamente, a discussão global do modelo sustentável de desenvolvimento 
começou na década de 1970 e continua até nossos dias, em um cenário cada vez mais 
amplo e participativo, catalisado pelo processo de globalização que, sozinho, já é um 
desafio ao desenvolvimento sustentável.” 
REIS, Lineu; FADIGAS, Eliane; CARVALHO, Cláudio. Energia, Recursos Naturais e 
a Prática do Desenvolvimento Sustentável. 2 ed. São Paulo: Manolo, 2012. p. 1. 
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1. História do uso e desenvolvimento das fontes de energia 
Desde os primórdios foi necessária a obtenção de energia para realizar diversas 
atividades desde as mais simples até as mais complexas, fato que é acompanhado por 
meio da evolução da humanidade, sendo possível compreender o progresso da 
civilização ao longo da história, através da seguinte linha do tempo, até chegar à grande 
necessidade de se buscar e investir em fontes alternativas. 
PRÉ-HISTÓRIA: A força humana proveniente de seus músculos foi a primeira fonte de 
energia utilizada para a sobrevivência na era primitiva bem como a tração animal para 
carregar e transportar algo. A próxima energia que começou a ser usada foi a do fogo, 
aproximadamente em 50000 a.C, uma revolução que dá início ao uso dos recursos da 
natureza para produzir energia. 
IDADE ANTIGA: Com o surgimento das grandes civilizações, as sociedades egípcias, 
gregas e romanas utilizaram de escravos como força motriz para construção e 
consolidação de seus vastos territórios. A utilização da força do vento para navegação 
e da força hidráulica para mover moinhos também se desenvolveram nesse período. 
IDADE MÉDIA: Com o feudalismo ocorreram as Cruzadas, ocasionando um aumento 
no comércio, sendo o carvão vegetal e a lenha excessivamente utilizados nesta época 
para construções, forjas, aquecimento e olarias, entre outros. 
IDADE MODERNA: Um grande marco na história do homem e a invenção da máquina 
a vapor e locomotivas na revolução industrial, conferindo ao homem o poder de 
controlar seu ambiente e alterar a estrutura econômica, política e social, ou seja, 
contribuiu para consolidar o capitalismo como modo de produção dominante. O carvão 
mineral serviu de base para a primeira fase da revolução industrial ao originar gás, 
querosene e produtos sintéticos da borracha. 
IDADE CONTEMPORÂNEA: Na segunda fase da revolução industrial e com os 
avanços tecnológicos, a principal fonte de energia explorada passa a ser o petróleo, 
para suprir a demanda causada pelo elevado crescimento populacional e abastecer os 
motores que vinha sendo desenvolvidos. A eletricidade também entra em cena para 
simples atividades do cotidiano, fato que propiciou a construção de diversas usinas 
hidrelétricas. Durante a Segunda Guerra Mundial surge com nitidez a energia nuclear 
inicialmente para fins militares e que também pôde ser apropriada para geração de 
energia elétrica. 
7 
 
2. Classificação das fontes de energia 
As fontes de energia são recursos da natureza ou artificiais utilizados, alterados 
e transformados pelo homem para a produção de algum tipo de energia. Podem ser 
classificados em dois tipos, como mostra a figura abaixo (figura 1) para melhor 
entendimento, sendo o lado esquerdo representando as fontes renováveis enquanto o 
lado direito representa as fontes não renováveis. 
 
 
2.1. Fontes de Energia Renovável 
As fontes renováveis de energia são aquelas que utilizam recursos naturais 
capazes de regeneração, isto é, existem em quantidades significativamente grandes, 
podendo ser utilizadas infinitamente, pois são inesgotáveis, além de serem devolvidas 
para o ambiente de alguma forma. São exemplos: 
 O vento: energia eólica; 
 Os rios: energia hidráulica; 
 As marés: energia maremotriz; 
 O sol: energia solar; 
 O calor da Terra: energia geotérmica; 
 Espécies vegetais: biocombustíveis 
 Os oceanos: energia das ondas; 
 
 
Figura 1 – As fontes de Energia Renováveis e Não Renováveis (Fonte: Brasil Escola) 
 
 
8 
 
2.2. Fontes de Energia Não Renovável 
As fontes não renováveis de energia são aquelas que demoram milhares de anos 
para se renovar, presentes na natureza em quantidade limitada e se extinguem com 
sua utilização constante e desenfreada. As principais fontes são de origem fóssil e 
orgânica, como o petróleo, o carvão mineral, o gás natural, o xisto betuminoso. Além 
desses, há também a energia nuclear, originada da reação de fissão do núcleo do 
átomo de Urânio. 
2.3. Comparação das fontes renováveis e não renováveis 
 
O desenho acima mostra claramente uma comparação entre o ciclo de uma fonte 
de energia renovável e não renovável usada como combustível de carro. A principal 
diferença na sequência de ambos respalda-se no destino dos gases poluentes 
liberados a partir da combustão, em especial o CO2 (dióxido de carbono). 
 No ciclo fechado o combustível usado é originado de uma fonte de energia 
renovável, nesse caso o etanol derivado da cana-de-açúcar; que sofre reação dentro 
do automóvel, e pelo escapamento emite CO2 que é reabsorvido pelas plantas, inclusive 
pela cana, que o utilizam no processo de fotossíntese, de modo que a quantidade desse 
gás no ar não aumente. 
 Já no ciclo aberto, o combustível consumido é a gasolina e provém de uma fonte 
não renovável, no caso o petróleo. Acaba ocorrendo, então, somente a liberação de 
CO2, o qual desequilibra a quantidade desse gás na atmosfera e só volta para sua 
origem no subsolo terrestre após milhões de anos em forma de hidrocarboneto, 
formando assim um ciclo “aberto”. 
Figura 2: Comparação do ciclo de fonte não renovável e renovável (Fonte: apostila Sistema Etapa) 
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3. Fontes alternativas de energia 
Como o próprio nome diz, as fontes alternativas de energia são aquelas 
desenvolvidas para serem utilizadas evitando o uso das fontes convencionais. A 
maioria das fontes alternativas é renovável, o que significa que elas existem em 
quantidades ilimitadas e é uma das formas de amenizar os impactos ambientais. 
Atualmente, existe um grande desafio que visa suprir a alta demanda energética 
de forma sustentável uma vez que enquanto para o homem primitivo o consumo médio 
diário de energia era de apenas 480J, para o homem contemporâneo é de 72000J. Isso 
se dá por conta da industrialização, fato que explica que as necessidades energéticas 
de um país são proporcionais ao seu progresso industrial. 
Por conta disso, é de fundamental importância aumentar cada vez mais a 
produção energética nos países desenvolvidos e subdesenvolvidos, o que exige a 
utilização das fontes alternativas para gerar a energia suficiente com o menor índice de 
poluição possível. Diversas conferências focalizadas em sustentabilidade foram 
realizadas com a participação de várias nações a fim de incentivá-las a investir em 
energias alternativas visto que as fontes renováveis representam apenas 13,3% da 
matriz energética mundial. 
 O Brasil, apesar de ainda usar fontes convencionais, é um dos pioneiros na 
produção de energia a partir de fontes alternativas, tornando sua matriz energética 
praticamente equilibrada: 44,1% de origem renovável e 55,9% de não renovável. Sua 
favorável condição climática e geográfica contribui diretamente para isso, como a 
quantidade de rios que propicia a existência das usinas hidrelétricas,as quais 
representam quase metade da matriz energética brasileira para geração de eletricidade 
e as extensas plantações de cana-de-açúcar que possibilitam uma alta produção de 
etanol como combustível de automóveis para substituir o petróleo. 
No entanto, a era do petróleo não vai acabar porque ele se esgotará, mas sim 
porque futuramente suas reservas atingirão um ponto de singularidade em função da 
pouca quantidade disponível e com isso seu preço se tornará excessivamente mais alto 
do que o das fontes alternativas, as quais dependem da necessidade de receber apoio 
governamental, permitindo assim o desenvolvimento de tecnologias e adaptações 
comercialmente viáveis como será apresentado nos subtópicos que virão a seguir. 
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3.1. Energia Eólica 
É a energia que provém do vento, isto é, do movimento (cinética) das correntes 
de ar que circulam na atmosfera, uma fonte utilizada pelo homem desde a Antiguidade 
para a navegação e para o funcionamento de moinhos como trabalho mecânico e que 
ganhou destaque na década de 1970 quando houve a crise do petróleo, o que 
despertou o interesse em investir no desenvolvimento e aplicação desse sistema de 
geração energética. 
Obtém-se a energia eólica a partir dos aerogeradores (grandes turbinas eólicas) 
que convertem a energia cinética do vento em energia elétrica, em quantidades que 
dependem da velocidade deste, da densidade do ar e da área de varrimento do rotor. 
Atualmente, existem cerca de 30 mil turbinas eólicas em operação ao redor do mundo, 
sobretudo na Alemanha, China, Estados Unidos e Dinamarca. No Brasil, algumas 
medidas precisas de vento indicam que existe um grande potencial eólico, como em 
Minas Gerais, onde uma central eólica está em funcionamento desde 1994. Também 
foram instaladas três turbinas eólicas em Macau, no Rio Grande do Norte, gerando 1,8 
MW. 
Embora o custo para manter um gerador eólico seja muito elevado, esta é uma 
abundante fonte alternativa de energia cuja produção de qualidade depende, 
principalmente, dos cuidados ao escolher a turbina ideal e o local mais apropriado para 
sua implantação. Para isso, é de fundamental importância o conhecimento e aplicação 
de vários campos da física, como eletricidade, aerodinâmica, meteorologia, engenharia 
civil, mecânica e estrutural. 
3.1.1. Vantagens e desvantagens 
 A energia provinda do vento tem como vantagem ser uma fonte alternativa 
renovável, uma vez que os ventos são recursos naturais inesgotáveis e sua energia 
produzida não gera resíduos, nem gases poluentes, contribuindo assim para a 
diminuição do efeito estufa. Atualmente, o Brasil já chega a exportar pás para os 
gigantescos geradores de energia dos parques eólicos. Em contrapartida há como 
desvantagem um intenso impacto sonoro, por meio das pás da hélice que produzem 
um ruído constante, interferindo no comportamento habitual da migração das aves e no 
paisagismo da região. 
 
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3.2. Energia Hidráulica 
Conhecida também como hídrica ou hidrelétrica, é uma fonte alternativa de a 
energia proveniente energia da potencial e cinética da água que vem sendo usada por 
povos antigos em substituição do trabalho animal pelo mecânico para construção de 
rodas d’água para moinhos e hoje é crucial na produção de energia elétrica mundial. 
Implantar uma usina hidrelétrica consiste na construção de uma barragem para 
represar uma grande quantidade de água de um rio, formando um lago artificial que 
promove um desnível para a queda d’água, aumentando a energia potencial e acumula 
água para quando a vazão do rio diminuir. Para que haja melhor aproveitamento, de 
acordo com a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), é necessário integrar a 
vazão do rio, a quantidade de água disponível em certo período de tempo e os desníveis 
do relevo (naturais ou criados artificialmente), fatos que permitem o acionamento de 
turbinas, as quais movimentam geradores elétricos, produzindo então, energia elétrica. 
Atualmente, a energia hidráulica é responsável por cerca de 18% da produção 
mundial de energia elétrica, ainda que não sejam muitos os países que apresentam as 
condições necessárias para a instalação das usinas. Os principais países que se 
destacam pelo uso desse sistema de produção de energia elétrica são Rússia e da 
China, Estados Unidos, Canadá e Brasil. 
 Na fronteira do Brasil com o Paraguai há a Usina Hidrelétrica de Itaipu, 
considerada a maior geradora de energia limpa e renovável do planeta, que fornece 
cerca de 17% e 75% de energia consumida, em ambos países respectivamente, com 
produção de 2,2 milhões MWh do seu início até o fim de 2014. 
3.2.1. Vantagens e desvantagens 
A preferência por hidrelétricas existente hoje não é por acaso, já que apresenta 
como vantagem ter como fonte alternativa renovável um recurso natural inesgotável de 
custo operacional baixo e sua produção não emitir gases poluentes, podendo até irrigar 
plantações próximas as áreas de instalação de uma usina. Por outro lado, a construção 
delas não só degradam o meio ambiente, causando impactos na fauna presente e a 
perda de florestas – que inundadas decompõe-se e produzem metano -, como também, 
provocam a retirada de populações ribeirinhas, como na região da Amazônia, 
removendo povos indígenas que viveram lá durante anos. 
12 
 
3.3. Energia das Marés ou Maremotriz 
Maremotriz é um exemplo de fonte de energia alternativa a partir da água, mais 
precisamente da variação dos níveis das marés de locais onde a diferença é bastante 
significativa, isto é, o aproveitamento do potencial energético contido no fluxo das 
marés podendo ser obtidos dois tipos: energia cinética das correntes devido às marés 
e energia potencial pela diferença de altura entre as marés alta e baixa. 
 O funcionamento de uma usina maremotriz se dá pela construção de uma 
barragem num local conveniente de modo a formar um reservatório junto ao mar e pela 
instalação de comportas e turbinas apropriadas. Quando a maré começa a ficar alta, 
as comportas são abertas e a água do mar que sobe é armazenada no reservatório que 
se fecha quando o ponto mais alto é atingido. Então, quando a maré recua e fica baixa, 
a água que foi armazenada é solta e movimenta uma turbina diretamente ligada a um 
sistema de conversão, gerando energia elétrica. 
Embora tenha um grande potencial de geração de energia, as usinas 
maremotrizes necessitam, para suas instalações, de situação geográfica conveniente 
e uma amplitude de maré relativamente grande, por exemplo a Baía de Fundy, nos 
Estados Unidos, onde a variação média entre as marés é por volta de 12 metros e 
desde 1609 os colonos construíram moinhos movidos pela força das marés. Os países 
que mais utilizam este sistema de geração de energia atualmente são o Japão, Coreia 
do Sul, Inglaterra, EUA e França, sendo esta a pioneira da primeira usina maremotriz 
do mundo, em 1966. No Brasil ainda não existe produção de energia por meio dessa 
fonte apesar da situação geográfica favorável, principalmente no litoral Maranhão e na 
ilha de Macapá. 
3.3.1. Vantagens e desvantagens 
A energia das marés tem como vantagem ser uma fonte limpa e inesgotável e 
sua produção não gerar resíduos, porém as usinas maremotrizes só podem ser 
instaladas em poucos lugares de condições geomorfológicas favoráveis e o custo para 
a instalação é muito alto enquanto o aproveitamento energético é baixo. Ademais, 
ocorre o impacto ambiental no ecossistema marinho. Dados apontam que a maioria 
dessas usinas é de escala semi-experimental uma vez que esse sistema de 
aproveitamento energético é considerado antieconômico. 
 
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3.4. Energia das Ondas 
 Também conhecida como ondomotriz, é a energiaresultante do vento nas ondas 
das águas do oceano, gerando energia cinética que pode ser aproveitada por 
dispositivos e máquinas que captam desta energia para colocar em funcionamento uma 
turbina. Embora seja uma das melhores formas de produzir energia limpa, ainda é 
recente e está em fase de desenvolvimento. 
Um exemplo de captação de energia das ondas é a tecnologia pelamis que são 
êmbolos hidráulicos que se assemelham a cobras d’água, balançando à medida que 
as ondas percorrem seu comprimento, de 150 metros (ver figura 3). Esse movimento 
repetitivo gera eletricidade que é recolhida por um cabo submarino e levada para a 
terra. 
No Brasil, localizado no Porto de Pecém, Ceará, existe a primeira usina de ondas 
da América Latina (figura 4) com tecnologia 100% nacional, com previsão para estar 
complemente em funcionamento até o ano de 2020, capaz de gerar 100 KW de energia 
do principal porto cearense. O litoral brasileiro pode receber desta tecnologia para gerar 
cerca de 87 GW, dos quais 20% será convertido em energia elétrica. 
 
 
 3.4.1. Vantagens e desvantagens 
A energia obtida a partir das ondas não emite poluentes em sua produção e é 
resultante de uma fonte inesgotável, ou seja, depende de um recurso abundante que 
são as ondas do mar, entretanto o custo para a instauração dos equipamentos é 
elevado e há deterioração dos materiais pela exposição à água salgada do mar, além 
de um baixo rendimento. 
Figura 3 – Energia das ondas com a tecnologia 
pelamis. (Fonte: site Energias alternativas 
Webnode) 
Figura 4 – Energia das ondas no Ceará. (Fonte: site 
Vision BR) 
14 
 
3.5. Energia Solar 
Energia solar é aquela que é produzida pelo Sol em virtude das reações atômicas 
que ocorrem em seu interior e emitida para o espaço na forma de fótons (luz), do qual 
apenas uma parte é recebida pela Terra. Com isso, a maioria das outras fontes de 
energia como eólica, hidráulica, biomassa e fóssil é derivada do sol, pois dela 
dependem para existir. 
Essa fonte de energia inesgotável é extremamente importante para a vida no 
planeta, uma vez que o Sol emana luz e calor, o que influi no clima terrestre, nos ventos, 
nas chuvas, em processos da natureza como a fotossíntese. O homem também 
aproveita dessa fonte desde a pré-história até os dias de hoje de maneira indireta como 
energia luminosa e térmica. 
O uso direto da energia solar surgiu em 1959 nos Estados Unidos, como forma 
de gerar eletricidade para satélites e atualmente tem maiores produções em território 
americano, japonês e alemão, sendo capaz de acionar bateria de relógios e 
calculadoras, ser transformada em energia mecânica, e em energia elétrica por meio 
de equipamentos termoelétricos e fotovoltaicos. 
 No aquecimento térmico da água, a energia solar é aproveitada por coletores 
instalados no telhado, nos quais roda um líquido que é aquecido, transferindo o calor 
para a água dentro de um reservatório térmico e esta é aquecida com radiação e fica 
estocada em um reservatório pronta para uso. 
 Já o aproveitamento da iluminação natural e do calor para aquecimento de 
ambientes é feito através das técnicas mais sofisticadas de arquitetura e engenharia 
civil, decorrendo da absorção da radiação solar nas construções de vidro, e com isso a 
necessidade de lâmpadas e aquecedores diminui. 
3.5.1. Vantagens e desvantagens 
 A energia solar é de fonte limpa, renovável e para uso em muitos lugares do 
mundo, em especial no Brasil onde o território é vasto e há intensas incidências dos 
raios solares, até mesmo nas estações mais frias. Os painéis solares são cada dia mais 
potentes, ao mesmo tempo em que seu custo vem decaindo. No entanto existe uma 
baixa eficiência dos sistemas de conversão de energia, o que torna necessário o uso 
de grandes áreas para a captação de energia em quantidade suficiente para que o 
empreendimento se torne economicamente viável. 
15 
 
3.6. Energia Geotérmica 
Também conhecida como geotermal, é a energia gerada através do calor 
proveniente do interior da Terra, podendo ser usufruída para fornecer calor para 
indústrias, e aquecimento de ambiente, obtida por meio da perfuração do solo que 
contém grande quantidade de vapor de água quente, o qual passa pelo interior de 
tubulações específicas, é drenado até a superfície terrestre e transportado até uma 
central geotérmica, que irá movimentar uma turbina, a fim de gerar eletricidade.
 Antigamente as civilizações etruscas romanas usavam das chamadas fontes 
termais, localizadas principalmente nas regiões vulcânicas, que eram as águas 
provindas do interior da terra que fluíam naturalmente para o solo, com a finalidade de 
relaxamento corporal. Posteriormente, já na década de 1960, a França aquece cerca 
de 200 mil casas usando energia geotérmica. 
 Nos dias de hoje, essa energia é utilizada também pela Itália, Filipinas e 
principalmente Islândia, cuja capital, Reykjavík, é considerada uma das cidades menos 
poluídas do mundo, uma vez que, quase todas as casas são aquecidas por este 
processo. Já no Brasil, ainda são poucos os estudos acerca da utilização da obtenção 
da energia geotérmica, porém há grande expectativa quanto ao desenvolvimento de 
técnicas que possibilitam aumentar o aproveitamento desta energia no país. 
3.6.1. Vantagens e desvantagens 
 Baixos índices de poluição no meio ambiente que não intensificam o efeito 
estufa, ser uma fonte renovável, necessitar de uma pequena área para instalação de 
uma usina e que possa abastecer comunidades isoladas são vantagens da fonte 
geotérmica de energia. Por outro lado, sua extração pode provocar instabilidade 
geológica caso seja feita de forma inadequada, além de grande parte dos fluxos 
geotérmicos de água conter amônia e materiais radioativos que são despejados em rios 
e também gases dissolvidos, como o gás sulfídrico, que são enviados para a central 
geotérmica junto com o vapor d’água, sendo liberada para a atmosfera e poluindo-a. 
 
 
 
16 
 
3.7. Biocombustíveis 
Biocombustíveis são considerados fonte de energia limpa e renovável e estão 
disponíveis em grande abundância na natureza oriundas de produtos vegetais que não 
tenham passado por processo de fossilização, produzidos em grande e pequena escala 
pela agricultura tais como cana-de-açúcar, mamona, milho, soja, canola, babaçu, 
cânhamo, semente de girassol, dendê. 
 Essa é a mais importante fonte alternativa de energia produzida principalmente 
pelos Estados Unidos, Brasil, China, França, Colômbia, entre outros. É altamente eficaz 
para substituição dos combustíveis fósseis na matriz energética mundial quanto ao uso 
em motores a combustão interna de automóveis, embora essa ainda seja uma transição 
lenta uma vez que ainda há diversas barreiras a serem superadas em virtude das 
práticas agrícolas insustentáveis e do desflorestamento. 
 Os principais biocombustíveis são o biodiesel (derivado de óleos vegetais e 
gorduras animais) muito utilizado em veículos de grande porte, contando com usinas 
aptas a produzi-lo com capacidade superior a seis milhões de metros cúbicos; e o etanol 
(derivado da cana-de-açúcar) produzido em escala significativamente grande no Brasil 
a partir de um processo avançado no qual, para cada unidade de energia utilizada no 
processo, são geradas cerca de 8 unidades de energia na forma de etanol, tanto para 
uso interno quanto para exportação, além de existir também a utilização do bagaço da 
cana, sobra do processo, para a geração de eletricidade. 
 Há também o biogás, um tipo qualquer de biocombustível composto 
principalmente por metano e CO2 e proveniente da biomassa, ou seja, produzido pela 
quebra biológica da matériaorgânica na ausência de oxigênio, podendo ocorrer 
naturalmente como em pântanos ou de forma artificial por meio do biodigestor, tendo 
como matéria prima resíduos industriais e agrícolas, esgoto, dejetos. 
3.7.1. Vantagens e desvantagens 
 Em virtude de problemas ambientais, o uso de biocombustíveis vem crescendo 
muito, pois é uma energia renovável, contribui para o aumento de emprego na zona 
rural e possibilita estabilização da concentração de CO2 na atmosfera. Contudo, 
provoca desmatamento e perda de nutrientes do solo, além de existir a possibilidade 
de que a utilização das culturas para produção de biocombustíveis venha a provocar a 
falta e o consequente aumento do preço dos produtos agroalimentares. 
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3.8. Energia Nuclear 
 A energia nuclear ou termonuclear é proveniente de uma fonte classificada como 
não renovável e alternativa por conta de sua quantidade disponível e tempo de 
uso/rendimento. Essa energia obtida através da fissão do núcleo do átomo de urânio 
235, cuja ocorrência na natureza é de 0,7% (a do isótopo do urânio 238 é de 99,3%) 
foi, primeiramente, utilizada para fins militares com a criação da bomba atômica e 
apenas na década de 1950 começou a ser utilizada com intuito de gerar eletricidade. 
 O funcionamento de uma usina nuclear para produzir energia elétrica consiste 
na fissão controlada do núcleo de urânio dentro de um reator, essa reação libera grande 
quantidade de energia, como a térmica (calor), utilizada para aquecer água em uma 
caldeira até seu estado de vaporização capaz de movimentar uma turbina, a qual por 
sua vez estimula um gerador a produzir eletricidade. 
 Em apenas 50 anos de desenvolvimento, a energia nuclear aumentou sua 
participação na matriz energética mundial de 0,1% para 7%, principalmente em países 
desenvolvidos, como nos Estados Unidos, França, Alemanha, Suécia, Rússia e Japão, 
tendo este último quase 30% de sua eletricidade vinda de usina nuclear. Dados da 
Agência Internacional de Energia Atômica informam que há em operação mais de 441 
usinas em 34 países produzindo a potência elétrica total de 372 GW. 
No Brasil, apesar de possuir a sexta maior reserva mundial de urânio, a sua 
utilização corresponde cerca de 3% da energia consumida no país, produzida por duas 
usinas, Angra 1 (1972) e Angra 2 (1981) e a terceira em fase de construção, o Angra 
3 (2015), todas localizadas em Angra dos Reis no Rio de Janeiro. 
3.8.1. Vantagens e desvantagens 
A energia nuclear apresenta reservas de seu recurso (urânio) em grandes 
quantidades, além de ser uma energia cuja produção não gera gases poluentes e não 
necessitar de fatores climáticos para o funcionamento de usinas. No entanto, o custo 
para a operação e construção delas é elevado e existe a questão não resolvida acerca 
do que se fazer com lixo radioativo gerado e os riscos de contaminação do ambiente 
que ele pode acarretar quando descartado de forma inadequada ou quando ocorrem 
graves acidentes como o de Chernobyl (1986) e o de Fukushima (2011), fazendo com 
que os países detentores desta fonte de energia revessem as normas de segurança. 
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Considerações Finais 
O ser humano, ao longo da história, sempre dependeu das diversas formas de 
energia que satisfizessem suas necessidades alimentares como também facilitasse 
suas atividades, o que acarretou vários estudos e pesquisas de áreas da matemática e 
da física para o melhor aproveitamento das fontes energéticas pois ela adquiriu papel 
essencial na vida humana. 
Hoje em dia, essa busca por energias consiste, principalmente, em investir e 
desenvolver as fontes alternativas através de tecnologias que sejam economicamente 
viáveis e sustentáveis, atendendo a alta e crescente demanda. O estudo aqui 
apresentado mostrou claramente que existem inúmeras opções de fontes que 
garantem, com qualidade, o abastecimento da matriz energética apesar de conterem 
também algumas desvantagens porém não tanto significativas quando comparadas às 
das fontes convencionais. 
Recentemente, algumas cidades, como Munique e Georgetown e até mesmo o 
estado do Havaí, já vêm criando projetos de leis e políticas de aprimoramento e 
diversificação energética a longo prazo e de maneira lenta e gradual para serem 
totalmente dependentes de energia limpa, com o objetivo de fazer com que a 
exploração de recursos naturais renováveis seja de máximo aproveitamento, o que 
possibilitará que as fontes alternativas se tornem, na verdade, as principais . 
No Brasil, vários programas de diversificação de energia foram lançados como 
o Pró-álcool, em resposta a crise do petróleo que ocorreu na década de 1970, 
impactando diretamente na notável fabricação de carros com motores flex desde 2003 
e que hoje estes correspondem a mais de 20% da frota de veículos do país, o que 
resultou em um grande sucesso comercial que objetiva viabilizar a geração e o uso de 
biocombustíveis, mostrando que a produção energética tem ampla ligação com a 
geopolítica e a economia em todo o mundo. 
Nesse sentido, a engenharia, em sua totalidade, também tem um papel 
importante no quesito de energia e suas fontes, exigindo dos engenheiros novas 
competências profissionais, normas e técnicas sustentáveis cada vez mais necessárias 
na busca e no desenvolvimento das fontes alternativas, com a aplicação de tecnologias 
seguras no uso de recursos renováveis e metodologias que eliminem ou reduzam o 
impacto ambiental do processo de produção e utilização de energia, visando assim um 
equilíbrio entre sociedade, economia, matriz energética e meio ambiente. 
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Referências Bibliográficas 
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Desenvolvimento. 3 ed. São Paulo: EdUsp, 2012. 
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São Paulo: Cengage Learning, 2011. 
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Editora Tassinari. 
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