Apostila Geografia (Energia Renovável)

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA FLUMINENSE 
CAMPUS CABO FRIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENERGIAS ALTERNATIVAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CABO FRIO/RJ 
2017 
 
 
 
 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA FLUMINENSE 
CAMPUS CABO FRIO 
 
 
AUTORES 
 
ARTHUR RIBEIRO 
BEATRIZ DO CARMO ROCHA 
BRIAN COELHO GOLDMAN 
DANIEL RIBEIRO FERREIRA 
DAVI SPINELLI MARIANO 
GEOVANNA DA SILVA BARROS 
GILLEADE GONÇALVES SILVA 
JACKSON SILVÉRIO DE SOUSA 
JHUAN RIBEIRO R. GONÇALVES 
JOÃO VICTOR CORTAT TALÃO 
JOÃO VITOR M. FAGUNDES 
KAROLLAYNE CAMILO MACHADO 
LUCAS GABRIEL C. FERREIRA 
LUCAS GREGÓRIO VILAS BÔAS 
LUIS ANTONIO REIS NETO 
LUIS FELIPE FRADE DOS SANTOS 
MACLAUS PORTO ORONA 
MARIA APARECIA M. DE OLIVEIRA 
MARIA EDUARDA PEREIRA NUNES 
MARIA JULIA LUZES SERRA 
MARIANA DOS S. R. DE SOUZA 
MATHEUS DA SILVA BIZZO BARONI 
MATHEUS F. DE PAULA MOREIRA 
MEL LOPES FERREIRA 
MIGUEL MELLO B. DE SOUZA 
PAMELA PRISCILA RIBEIRO 
VICENTE BERNARD DE OLIVEIRA 
VICTOR HUGO R. GUIMARÃES 
VINICIUS LUCENA DANTAS 
YAN LUCAS RODIGUES DE ARAÚJO 
 
 
 
 
CABO FRIO/ RJ 
2017 
 
 
 
 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA FLUMINENSE 
CAMPUS CABO FRIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENERGIAS ALTERNATIVAS 
 
 
Apostila realizada, pela turma 104 do 
curso técnico em Petróleo e Gás do ano de 
2017 com o intuito de explicar sobre fontes de 
energias alternativas, sua história, potencial e 
implantação. 
 
 
 
 
 
 
 
CABO FRIO/RJ 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“A captação de energias é um fato, mesmo 
para aqueles que não acreditam nelas. ” 
Zíbia Gasparetto 
 
 
 
RESUMO 
 
Atualmente, a tecnologia está avançando para a implantação de energias 
renováveis. Dentre elas, está inserida a energia: solar, eólica, cinética 
(piezoeletricidade), magnética, melanina, biogás e biodiesel, que serão abordadas no 
decorrer dessa apostila. Mas para isso é necessário definir o que são energias 
renováveis: aquela que proveniente de recursos naturais que são naturalmente 
reabastecidos, como sol, vento, chuva, marés e energia geotérmica. É importante 
notar que nem todo recurso natural é renovável, por exemplo, o urânio, carvão e 
petróleo são retirados da natureza, porém existem em quantidade limitada, por isso 
são considerados energias não renováveis. 
Contudo, todas as energias desenvolvidas nesse trabalho têm suas vantagens 
e desvantagens, e a mais apropriável para ser implantado no IFF- Campus Cabo Frio 
é a da piezoeletricidade. 
Palavras chave: energia, renováveis, história, vantagem e desvantagem 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Currently, the technology is advancing towards the implantation of renewable 
energies. Among them, energy is inserted: solar, wind, kinetic (piezoelectricity), 
magnetic, melanin, biogas and biodiesel, which will be addressed during this booklet. 
But for this it is necessary to define what are renewable energies: those that come from 
natural resources that are naturally replenished, such as sun, wind, rain, tides and 
geothermal energy. It is important to note that not all-natural resources are renewable, 
for example, uranium, coal and petroleum are removed from nature, but they exist in 
limited quantities, so they are considered non-renewable energies. 
However, all the energies developed in this work have their advantages and 
disadvantages, and that the most appropriate to be implanted in the IFF-Campus Cabo 
Frio is that of piezoelectricity. 
Keywords: energy, renewable, history, advantage and disadvantage 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1- Energia Solar ............................................................................................ 11 
Figura 2- Zonas Térmicas......................................................................................... 12 
Figura 3- Turbina eólica, componentes .................................................................... 15 
Figura 4- Piezoelétrico .............................................................................................. 18 
Figura 5- Relógio, cristal de quartzo ......................................................................... 18 
Figura 6- Produção do biogás .................................................................................. 27 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 9 
2. ENERGIA SOLAR ........................................................................................................ 10 
2.1. HISTÓRIA ............................................................................................................................ 10 
2.2. PRODUÇÃO ........................................................................................................................ 10 
2.3. VANTAGENS ...................................................................................................................... 11 
2.4. DESVANTAGENS .............................................................................................................. 12 
2.5. POR QUE ESSA FONTE DE ENERGIA NÃO PODE SER IMPLANTADA EM 
ALGUNS LOCAIS ........................................................................................................................... 13 
3. ENERGIA EÓLICA ....................................................................................................... 14 
3.1. HISTÓRIA ............................................................................................................................ 14 
3.2. PRODUÇÃO ........................................................................................................................ 14 
3.2.1. Composição de uma turbina eólica ......................................................................... 15 
3.3. VANTAGENS ...................................................................................................................... 16 
3.4. DESVANTAGENS .............................................................................................................. 16 
3.5. POR QUE ESSA FONTE E DIFÍCIL DE SER INSTALADA ........................................ 16 
4. ENERGIA CINÉTICA (PIEZOELETRECIDADE) .......................................................... 17 
4.1. HISTÓRIA ............................................................................................................................ 17 
4.2. PRODUÇÃO ........................................................................................................................ 17 
4.3. TIPOS DE PIEZOELETRICIDADE .................................................................................. 17 
4.4. PIEZOELETRICIDADE DIRETA ...................................................................................... 17 
4.5. PIEZOELETRICIDADE INVERSA ................................................................................... 18 
4.6. VANTAGENS ...................................................................................................................... 19 
4.7. DESVANTAGENS .............................................................................................................. 19 
4.8. MONTAGEM ....................................................................................................................... 19 
5. ENERGIA MAGNÉTICA ...............................................................................................20 
5.1. HISTÓRIA ............................................................................................................................ 20 
5.2. VANTAGENS ...................................................................................................................... 21 
5.3. MOTIVO DE SUA NÃO IMPLEMENTAÇÃO .................................................................. 21 
6. ENERGIA A PARTIR DA MELANINA .......................................................................... 22 
6.1. HISTÓRIA, DESCOBERTA DO POTENCIAL ENERGÉTICO .................................... 22 
6.2. A MELANINA COMO FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL ....................................... 23 
7. ENERGIA A PARTIR DO BIOGÁS .............................................................................. 25 
 
 
 
7.1. HISTÓRIA ............................................................................................................................ 25 
7.2. VANTAGENS ...................................................................................................................... 25 
7.3. DESVANTAGENS .............................................................................................................. 26 
7.4. IMPLANTAÇÃO .................................................................................................................. 26 
8. ENERGIA A PARTIR DO BIODIESEL ......................................................................... 28 
8.1. HISTÓRIA ............................................................................................................................ 28 
8.2. FABRICAÇÃO E COMPOSIÇÃO .................................................................................... 28 
8.3. VANTAGENS ...................................................................................................................... 29 
8.4. DESVANTAGENS .............................................................................................................. 30 
9. CONCLUSÃO .............................................................................................................. 32 
10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
Atualmente, a tecnologia está avançando para a implantação de energias 
renováveis. Dentre elas, está inserida a energia: solar, eólica, cinética 
(piezoeletricidade), magnética, melanina, biogás e biodiesel, que serão abordadas no 
decorrer dessa apostila. Mas para isso é necessário definir o que são energias 
renováveis: aquela que proveniente de recursos naturais que são naturalmente 
reabastecidos, como sol, vento, chuva, marés e energia geotérmica. É importante 
notar que nem todo recurso natural é renovável, por exemplo, o urânio, carvão e 
petróleo são retirados da natureza, porém existem em quantidade limitada, por isso 
são considerados energias não renováveis. (Desconhecido, Energias renováveis, 
2008) 
Entretanto, devido à crise do petróleo em 1973, ouve o racionamento de 
combustível e desemprego. Com intensificação dos trabalhos de exploração de novos 
campos petrolíferos, foram desenvolvendo programas alternativos para geração de 
energia. O crescimento industrial na base da queima de combustível, provocou 
preocupação com danos causados ao meio ambiente pela emissão de gases 
poluentes. Devido isso fomos desenvolvendo pesquisas e exploração de fontes de 
energia alternativa. 
As energias renováveis são fundamentais no combate ao efeito de estufa e na 
redução da dependência de fontes energéticas externas. No entanto, os interesses 
financeiros de alguns grupos económicos, a falta de incentivos para Investigação e 
Desenvolvimento e a inexistência de tecnologias baratas que permitam a sua 
utilização em grande escala levam a que a sua importância no panorama energético 
internacional seja ainda reduzida. As energias renováveis também permitem explorar 
os recursos locais e geram empregos perto dos locais de consumo, assim favorecem 
o desenvolvimento económico local. (Desconhecido, Energias renováveis, 2008) 
 
 
 
 
10 
 
2. ENERGIA SOLAR 
A energia solar é aquela que provem da luz e do calor do sol. Há diferentes 
tecnologias em que ela pode ser aproveitada, como o aquecimento, e a geração de 
energia, entre outros. É uma fonte renovável, ou seja, inesgotável e sustentável. 
(PORTAL SOLAR, Energias solar o que é?) 
2.1. HISTÓRIA 
A energia solar remonta os primórdios da sociedade, onde a luz solar era 
utilizada para fazer fogo, no aquecimento de casas e água. Mais à frente no século 
XIX, o físico francês Alexandre Edmond Becquerel, realizando algumas experiências 
com eletrodos observou pela primeira vez o efeito fotovoltaico. Ele quem 
criou/descobriu a energia solar no ano de 1839. 
No início da história a energia solar foi vista como tecnologia futurística, cujo 
uso restringia apenas a pesquisas e cientistas. Por conta de seu alto custo, não se 
acreditava que ela seria usada. Entretanto, com os avanços, que por exemplo, fizeram 
Albert Einstein ganhar seu primeiro prêmio Nobel, no ano de 1923, como também 
foram responsáveis pela concretização da energia solar como energia limpa. 
Durante a era moderna da energia solar, que se iniciou em 1954, Calvin Fuller, 
um químico, desenvolveu o processo de dopagem de silício. As primeiras células 
fotovoltaicas produzidas tinham alguns problemas técnicos que foram superados pela 
química quando Fuller dopou silício com arsênico e depois boro. A primeira célula foi 
formalmente apresentada em uma reunião da National Academy of Sciences 
(Academia Nacional de Ciências, do nome em inglês) em uma coletiva em 25 de abril 
de 1954. 
2.2. PRODUÇÃO 
Energia solar fotovoltaica é a energia elétrica produzida a partir de luz solar. O 
processo de conversão utiliza células fotovoltaicas (normalmente feitas de silício) 
quando a luz solar incide sobre uma célula, os elétrons do material são postos em 
movimento, desta forma gerando eletricidade. 
11 
 
Dois sistemas são utilizados para a produção de energia solar: o heliotérmico, 
onde a irradiação é convertida em energia térmica e depois em elétrica. E 
o fotovoltaico, em que a irradiação solar é convertida diretamente em energia elétrica. 
As células fotovoltaicas, são feitas a partir de materiais semicondutores (silício). 
Quando a célula é exposta à luz, parte dos elétrons do material iluminado absorve 
fótons (partículas presentes na luz solar). 
Os elétrons são transportados pelo semicondutor até serem puxados por um 
campo elétrico. Este campo elétrico é formado na área de junção dos materiais, por 
uma diferença de potencial elétrico existente entre esses materiais semicondutores. 
Os elétrons livres são levados para fora da célula solar e ficam disponíveis para serem 
usados na forma de energia elétrica. 
Figura 1- Energia Solar 
 
Fonte: http://www.agron.com.br/imagens/publicacoes/2015/08/10/topico_45243_www-agron-com-
br_6121_como-funciona--sistema-de-producao-energia-solar.jpg 
 
2.3. VANTAGENS 
A energia solar é considerada uma fonte de energia renovável e inesgotável. 
Ao contrário dos combustíveis fósseis, o processo de geração de energia elétrica a 
partir da energia solar não emite dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio(NOx) 
12 
 
e dióxido de carbono (CO2) - todos gases poluentes com efeitos nocivos à saúde 
humana e que contribuem para o aquecimento global. 
• A energia solar durante seu uso não polui; 
• A manutenção nas centrais é mínima; 
• O custo vem decaindo, pois, os painéis estão cada vez mais potentes;• Ela é excelente em lugares remotos, em escala pequena podem ser 
instaladas facilmente. 
• Em países tropicais como o brasil, é praticamente viável em todo o 
território 
 
Figura 2- Zonas Térmicas 
 
 
Fonte: http://www.geografia.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=421&evento=5 
 
2.4. DESVANTAGENS 
Uma desvantagem da energia heliotérmica, é que, apesar de não exigir áreas 
tão extensas quanto as hidrelétricas, há o requerimento de grandes espaços. 
Portanto, é crucial que se faça a análise do local mais apropriado para a implantação, 
uma vez que existirá a supressão da vegetação. Além disso, o sistema heliotérmico 
não é indicado para todas as regiões, pois é considerado bastante intermitente. 
• Podem existir variação na quantidade de energia produzida de acordo 
com a situação climática (chuva, neve) além da noite que não existe 
produção. 
• Durante os meses de inverno locais com latitudes médias e altas, sofrem 
quedas na produção, como Finlândia, Sul da Argentina, Chile, entre 
outros; 
13 
 
• As formas de armazenamento são pouco eficientes; 
• O rendimento de um painel solar é de apenas 25%, apesar desse valor 
ter vindo a aumentar com o passar dos anos; 
2.5. POR QUE ESSA FONTE DE ENERGIA NÃO PODE SER IMPLANTADA 
EM ALGUNS LOCAIS 
A energia solar pode ser implantada em partes, uma escola grande por 
exemplo, possui um consumo de energia elétrica muito grande, ou seja, precisaria de 
muitos módulos fotovoltaicos para conseguir gerar energia suficiente para abastecer 
a escola toda. 
Além disso, os módulos ocupam um grande espaço, e também não são 
baratos, dificultando mais ainda a sua implantação. Agora, no caso de funcionar as 
placas junto a rede elétrica da concessionária, ou seja, apenas reduzindo custo da 
energia, pois estaria utilizando a energia gerada pelas placas, e um pouco da energia 
fornecida pela concessionária, seria mais viável sua utilização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
3. ENERGIA EÓLICA 
A energia eólica é aquela que é produzida pela força dos ventos, por meio de 
aerogeradores. Onde a força do vento é captada pelas hélices, que liga uma turbina 
que vai até o gerador. É uma energia abundante, renovável e limpa. 
3.1. HISTÓRIA 
A energia eólica teve seu primeiro registro histórico, onde era utilizada no 
bombeamento de água e moagem de grãos através do cata-vento. Proveniente da 
Pérsia, por volta de 200 A.C. Acredita-se também que antes o Império Babilônico 
(1700 A.C.) utilizava o cata-vento para a irrigação. 
Com o retorno das Cruzadas, cerca de 900 anos, na Europa deu-se início a 
introdução dos cata-ventos. As máquinas primitivas foram usadas até o século XII 
quando começaram a ser substituídas por moinhos de eixo horizontal, na Inglaterra, 
França, Holanda e outros. 
Os moinhos da Holanda além do bombeamento tiveram várias outras 
aplicações, como na produção de óleos vegetais, após isso surgiram vários outros 
tipos, como para processar madeira. 
E depois, com o desenvolvimento dos aerogeradores, onde a 2ª Guerra 
Mundial contribuiu, através dos avanços científicos e tecnológicos. A primeira turbina 
eólica foi desenvolvida na Rússia, Balaclava (assim chamado) era um modelo 
avançado de 100kW. Após esses surgiram vários outros, cada vez melhores. 
3.2. PRODUÇÃO 
Um sistema eólico pode ser utilizado em duas aplicações: 
• Sistemas isolados: que armazenam a energia em baterias, normalmente 
utilizados em aplicações residenciais e de menor escala. 
• Sistemas integrados à rede: que entregam a energia direto para a rede elétrica, 
normalmente em maior escala e com fins comerciais 
Existe também a aplicação off-Shore que é um sistema de produção de energia 
eólica instalado no mar, que aproveita os ventos fora da costa e utilizam redes 
elétricas para transmitir a energia para o continente. 
15 
 
3.2.1. Composição de uma turbina eólica 
As turbinas eólicas são compostas por: 
Figura 3- Turbina eólica, componentes 
 
• Anemômetro: mede a 
intensidade e a velocidade do 
vento; 
• Biruta (sensor de 
direção): capta a direção do 
vento; 
• Pás: captam o vento, 
convertendo sua potência ao 
centro do rotor; 
• Gerador: item que 
converte a energia mecânica do 
eixo em energia elétrica; 
• Mecanismos de 
controle: adequação da 
potência nominal à velocidade 
do vento; 
Fonte: http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/energia_eolica/images/fig6_2.jpg 
• Caixa de multiplicação (transmissão): responsável por transmitir a energia 
mecânica do eixo do rotor ao eixo do gerador; 
• Rotor: conjunto que é conectado a um eixo que transmite a rotação das pás 
para o gerador; 
• Nacele: compartimento instalado no alto da torre composto por: caixa 
multiplicadora, freios, embreagem, mancais, controle eletrônico e sistema 
hidráulico; 
• Torre: elemento que sustenta o rotor e a nacele na altura apropriada ao 
funcionamento. A torre é um item de alto custo para o sistema. 
16 
 
A energia cinética do vento é produzida quando o aquecimento das camadas 
de ar cria uma variação de gradientes de pressão na massa de ar. As turbinas eólicas 
transformam essa energia cinética em energia mecânica através do movimento de 
rotação de suas turbinas - por meio de um gerador, ela se transforma em energia 
elétrica. 
3.3. VANTAGENS 
• É inesgotável; 
• Não emite gases poluentes nem gera resíduos; 
• Diminui a emissão de gases de efeito de estufa (GEE); 
• Os parques eólicos são compatíveis com outros usos; 
• Criação de emprego; 
• Geração de investimento em zonas desfavorecidas; 
• Benefícios financeiros (proprietários e zonas camarárias); 
 
3.4. DESVANTAGENS 
• A intermitência, ou seja, nem sempre o vento sopra quando a eletricidade é 
necessária; 
• Provoca um impacto visual e sonoros; 
• Impacto sobre as aves do local: principalmente pelo choque destas nas pás; 
3.5. POR QUE ESSA FONTE E DIFÍCIL DE SER INSTALADA 
A Energia eólica como a maioria das fontes alternativas, possui um alto custo 
de instalação e manutenção. Não é tão viável sua instalação, devido a diversos 
fatores. Por exemplo, uma instalação de uma turbina eólica, requer um grande 
espaço, e para alimentar uma escola por exemplo, seriam necessárias várias turbinas, 
ocupando assim um grande espaço. 
Além do mais existe os impactos que causaria no ambiente ao redor, além do 
ruído que ocorreria sem parar, dificultando os estudos dos alunos, e também sua 
capacidade de geração de energia, que pode não ser o suficiente. 
 
 
17 
 
4. ENERGIA CINÉTICA (PIEZOELETRECIDADE) 
Energia cinética é a forma de energia que os corpos em movimento possuem. 
Ela é proporcional à massa e à velocidade da partícula que se move. 
Efeito piezoeléctrico: é uma propriedade que alguns elementos apresentam, ao 
serem pressionados, aparece uma distribuição de cargas, ou seja, diferença de 
potencial elétrico. Existe muita matéria em nosso planeta que ao serem pressionados 
ficam eletrizados, ou seja, existe uma separação de cargas. 
4.1. HISTÓRIA 
A energia elétrica a partir do movimento não possui uma história tão vasta, já 
que, os seus estudos são recentes. A ideia por trás disso é um importante princípio 
da física que diz: 
“A energia não pode ser criada nem destruída, apenas pode ser transformada 
de um tipo em outro. ” 
A piezoeletricidade foi descoberta em 1880, pelos irmãos Pierrie e Jacques 
Currie. Eles descobriram, que quando pressionavam determinados materiais aparecia 
essa diferença de potencial. Pierrie Currie ganhou Prêmio Nobel de Física, em 1903, 
devido ao seu estudo sobre radioatividade, pois eleisolou o Rádio e o Polônio, e os 
estudou separadamente. 
4.2. PRODUÇÃO 
Existe cristais naturais como turmalina, quartzo e topázio que apresentam o 
efeito piezoeléctrico. Existe várias “pastilhas” de cerâmicas que possuem um desses 
cristais, como o Titânio de Bário. Essa matéria tem um baixo custo. Possibilitando a 
produção de energia de forma barata. 
4.3. TIPOS DE PIEZOELETRICIDADE 
Existe dois tipos de piezoeletricidade: piezoeletricidade direita e a 
piezoeletricidade reversa. 
4.4. PIEZOELETRICIDADE DIRETA 
A piezoeletricidade direta é aquela gerada pela pressão mecânica, assim 
gerando um diferencial de potencial. Por exemplo, com uma batida em um sensor 
18 
 
(conforme mostra na imagem), provocando um diferencial, fazendo o led acender. 
Esse tipo de piezoeletricidade pode ser aplicada em várias formas, dentre elas, pode 
ser no isqueiro, pois nele existe uma cerâmica piezoeléctrica, quando pressionado o 
botão do isqueiro abre o gás, ao pressionar essa cerâmica aparece uma diferença de 
potencial, que por uma faísca a chama é liberada. Uma das vantagens desse isqueiro 
é que ele pode pegar água, sem nenhum problema. 
Figura 4- Piezoelétrico 
 
Fonte: http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAA5MsAG-3.jpg 
4.5. PIEZOELETRICIDADE INVERSA 
Figura 5- Relógio, cristal de quartzo 
A piezoeletricidade inversa é gerada a partir 
da aplicação de força de diferencial, com isso o cristal 
sobre uma alteração de tamanho, assim 
“chaqualhando” o ar, gerando uma onda sonora. 
Existem muitas buzinas, que possuem esse tipo de 
cerâmica, quando ocorre uma diferença de potencial, 
gera o som. Isso pode ser aplicada em relógios 
comuns. 
Fonte: Google imagens 
Pois dentro deles contém um cristal, com impulsão elétrica aplicado sobre ele, ele 
acaba mudando de comprimento, e é isso que gera uma base de tempo para o relógio, 
anda em uma mesma velocidade, ou seja, é a piezoeletridade reversa que regula o 
tempo, e é o utilizado um cristal de quartzo. 
19 
 
4.6. VANTAGENS 
• É uma energia de baixo custo, limpa e sustentável; 
• O campo é vasto de pesquisa para novas materiais; 
• Podem ser implementadas em diversos lugares, onde possuem um certo tipo 
de movimento; 
4.7. DESVANTAGENS 
• Envelhecimento devido as condições de uso constante, que pode acarretar em 
uma diminuição da energia liberada pelo material; 
• Também possui a questão de temperaturas, e outros fatores climáticos, que 
podem alterar ou danificar; 
4.8. MONTAGEM 
No diagrama elétrico, está conectado a cerâmica piezoeléctrica com dois ledes, 
porque se pressionar ou esticar a cerâmica gera uma diferença de potencial que é 
positiva ou negativa, ou seja, vai estar acendendo o lede ou vai estar acendendo o 
outro, vai depender da posição do positivo e do negativo. Essa é a piezoeletricidade 
direta, pressionando gera uma diferença de potencial. 
Na piezoeletricidade reversa que é aquela da buzina nessa é aplicada uma 
tensão, essa tensão vai ser jogada em cima da cerâmica piezoeléctrica, assim a 
cerâmica vai mudar de tamanho, quando muda de tamanho, ela empurra o ar, ou seja, 
produzindo o som que será escutado. Nesse sistema existe uma fonte de corrente 
continua, dentro tem um circuito que transforma em corrente alternada, para poder 
ficar chaqualhando, conectando-a gera o barulho, ou seja, com a implantação de um 
campo elétrico, devido a bateria, mudando de tamanho, gerando som. 
 
20 
 
5. ENERGIA MAGNÉTICA 
O magnetismo vem da denominação do estudo dos eventos relacionados ao 
campo magnético ou a alteração do mesmo. Os primeiros eventos magnéticos 
notados aconteceram na Grécia Antiga, mais especificamente em uma cidade 
chamada Magnésia. 
Os primeiros estudos foram dados no século VI A.C. Estes estudos foram 
dirigidos por Tales de Mileto, ele estudava a capacidade de umas pedrinhas atraírem 
as outras, hoje em dia sabemos que ele usou as magnetitas e umas pedrinhas de 
ferro para fazer o estudo. 
A primeira utilidade do campo magnético manipulado pelo homem foi a bússola, 
esta invenção se deu origem na China e se baseia em um imã (a ponta da bússola) 
que interage com o campo magnético da Terra. 
Os estudos sobre o magnetismo ganharam força de vez no século XIII, quando 
alguns trabalhos foram e observações sobre o magnetismo e a eletricidade, estes dois 
eventos eram considerados eventos totalmente distintos, esta teoria foi aceita até o 
século XIX. 
5.1. HISTÓRIA 
A grande revolução veio no ano de 1820 com o estudo de Oesterd, descobriu 
que os dois fenômenos estão inter-relacionados, de acordo com a teoria chamada 
eletromagnetismo, campo magnético em movimento gera corrente elétrica e corrente 
elétrica em movimento gera campo magnético, os estudos foram terminados por 
Maxwell, que estabeleceu uma forte base teórica, sobre os campos magnéticos e 
elétrico, ou seja, as ondas eletromagnéticas. 
A partir desses estudos foram possíveis o aperfeiçoamento ou até mesmo 
invenção de algumas coisas que agora usamos no nosso dia-a-dia, como o motor 
elétrico, cartões magnéticos, a produção de energia nas usinas hidrelétricas, diversos 
aparelhos de telecomunicação, ondas de rádio e etc. 
 
 
 
21 
 
5.2. VANTAGENS 
Como a energia é gerada apenas com um imã e metais a sua instalação não é 
cara como outras energias que são consideradas alternativas ao petróleo. 
Temos também o baixo custo de manutenção, esta energia tem o baixo custo 
de manutenção desde que o metal presente em sua estrutura não oxide e comprometa 
a sua estrutura, e os imãs usados neste gerador não seria necessária sua substituição 
por muito tempo, pois estes imãs começam a perder um baixíssimo percentual de seu 
potencial a partir de 100 anos de utilização. 
A energia eletromagnética pode ser dita como a energia quase que totalmente 
infinita, pois o campo magnético terrestre só deixaria de existir se o planeta colapsasse 
de uma vez, isto causaria o fim da existência de tudo que existe na Terra lançando 
destroços no espaço. 
5.3. MOTIVO DE SUA NÃO IMPLEMENTAÇÃO 
Está energia não foi utilizada em nosso projeto pois o baseamento teórico deste 
entendimento de energia é muito avançado e não encontramos nada que pudesse 
fazer com que sua implementação fosse possível, sua implementação é bem 
complicada por motivos citados acima, como especialmente a resistência do ar ou 
atrito do ar que uma hora limitaria o giro do imã fazendo com que o mesmo gerasse 
quase que o nulo de energia, ou seja, a resistência do ar é o maior inimigo deste modo 
de energia 
 
 
22 
 
6. ENERGIA A PARTIR DA MELANINA 
A melanina (polihidroxiindol) é uma proteína produzida pelos melanócitos, 
células especializadas na produção dessa proteína, a partir da tirosina, que é um 
aminoácido essencial. Esse pigmento é, comumente, de cor marrom, tendo como 
principal função proteger o DNA de nossas peles contra a radiação nociva, que é 
emitida pelo sol. (SANTOS). 
6.1. HISTÓRIA, DESCOBERTA DO POTENCIAL ENERGÉTICO 
O potencial energético da melanina foi descoberto “ por acaso” pelo Dr. Arturo 
Solís Herrera e sua equipe na cidade de Aguascalientes enquanto Herrera e sua 
equipe procuravam estudar as três principais causas de cegueira no México através 
de métodos computadorizados muito parecidos com a espectrofotometria, na qual um 
comprimento de onda específico é aplicado e uma imagem ou resposta característica 
é obtida. Sendo assim, altera-se o comprimento de onda utilizando meios de contraste 
e filtros para, então, obterem outras imagens que fornecem importantes informações 
para que se avaliam as doenças oculares. (Herrera, 2016). 
Durante essas pesquisas foramdescobertas a função da melanina (conhecida 
quimicamente como polihidroxiindol), que é, através de suas diferentes 
características, proteger o tecido ocular. Porém, não foi compreendido de imediato 
como tal substância proporcionava uma proteção tão completa e constante. 
(HERRERA, 2016). 
Em 1998, a equipe do Dr. Herrera conseguiu, pela primeira vez, extrair a 
melanina, retirando 20 mililitros (ml). Tal melanina foi utilizada para fins terapêuticos 
adequados. O resultado desses testes foram, porém, surpreendentes, estando além 
das expectativas da equipe. 
Após um longo estudo, que durou 12 anos (1990-2002), a equipe de cientistas 
obteve diversas novas informações sobre a melanina e seu funcionamento. Exemplo 
disso foi a descoberta de que a melanina fornece hidrogênio para a célula, provando, 
então, a captação de energia através da transformação dos fótons em energia 
química, impressionando toda equipe, pois, até então, a única substância conhecida 
na natureza que possuem tal propriedade é a clorofila, presente nas células dos 
indivíduos do Reino Plantae, responsáveis pela fotossíntese. Não se sabia até então 
23 
 
que, a partir dos fótons emitidos pela radiação solar era possível se obter a energia 
suficiente para partir uma molécula de hidrogênio. Devido a esse fator, os cientistas 
do meio afirmam que a melanina é para o reino animal o que a clorofila é para o reino 
vegetal. (COELHO, 2015). 
Os resultados obtidos com a pesquisa confirmaram: não apenas os vegetais 
realizam o processo de fotossínteses, mas sim todo é qualquer ser que possua a 
melanina manifesta em seu código genético. (COELHO, 2015). 
6.2. A MELANINA COMO FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL 
A reação entre a água e a clorofila tem sido estudada por diversos institutos de 
pesquisa, porém com resultados insatisfatórios. A Universidade da Califórnia, por 
exemplo, vem a 50 anos tentando resolver, sem resultados úteis, como manter a 
clorofila ativa após sua retirada da folha, visto que, naturalmente, após isto ocorrer, a 
clorofila permanece ativa por 20 segundos e após desativa permanentemente. 
A clorofila não tem a capacidade de captar fótons o suficiente da radiação 
provinda do sol para produzir energia considerável, sendo a melanina, neste aspecto 
milhares de vezes melhor para captação de energia. 
A melanina gera energia através de reações com água na presença de luz 
solar, que emite fótons através da radiação eletromagnética, realizando assim, uma 
relação química cíclica, que gera energia elétrica. 
Segundo o Dr. Herrera “A reação esquemática significa que duas moléculas de 
água, além de melanina e na presença dos fótons de radiação eletromagnética, nos 
dão duas moléculas de hidrogênio, uma molécula de oxigênio e quatro elétrons de 
alta energia. Mas quando a reação ocorre no sentido da direita para a esquerda, os 
átomos de hidrogênio e oxigênio são reingressados, o que nos dá água e eletricidade, 
já que a melanina não sofre mudanças, porque ela só suporta e catalisa a reação, 
sem prejudicar sua molécula. ” 
Por isso muito se diz que ela é infinita, porém isso não é verdade, visto que a 
molécula de melanina não tem capacidade de aguentar essa reação para sempre. 
24 
 
Por isso, quando falam sobre a energia elétrica gerada pela melanina, dizem que ela 
é infinita. Mas infelizmente, ela não é infinita, pois a molécula não aguenta esse ciclo 
de reação para sempre. 
 
25 
 
7. ENERGIA A PARTIR DO BIOGÁS 
Biogás é uma fonte alternativa de geração de energia elétrica, que visa a 
substituição do gás natural. Ele é produzido a partir da decomposição de matéria 
orgânica. 
7.1. HISTÓRIA 
O biogás passa a ser estudado em cerca de 1600, mas só em 1857 passa a 
ser produzido e utilizado em grande escala na Índia. Ele fica em segundo plano devido 
à popularização do uso de petróleo e carvão mineral, e isso só muda em 1940 com 
uma dificuldade de acesso aos combustíveis fósseis durante a segunda guerra 
mundial, o que torna necessária à sua volta. A China e a Índia são os primeiros e mais 
notórios países a produzir essa energia, que até hoje é utilizada para iluminação, 
aquecimento e cozimento. 
A primeira fase do biogás no Brasil, se inicia na década de 70, após a crise do 
petróleo, onde são construídos os primeiros biodigestores em território nacional. O 
governo da época estimulou que propriedades rurais adotassem a fonte energética, 
fazendo então, cerca de 7 mil biodigestores serem instalados no Sul, no Sudeste e no 
centro-oeste do país. Entretanto, o planejamento falha por conta da falta de 
informação e treinamento para lidar com esse sistema. 
Já a segunda fase se passa por volta dos anos 2000, onde conseguimos ver 
um grande desenvolvimento tecnológico e potencial de expandir essa energia. 
Observando isso, o governo disponibiliza incentivos em programas para produtores 
rurais para instalação de biodigestores. 
7.2. VANTAGENS 
As grandes vantagens de adotar essa fonte energética são relacionadas ao 
meio ambiente. Para começar, o biogás é uma fonte limpa e renovável, sendo um 
ótimo substituto dos combustíveis fósseis. O biogás diminui os aterros sanitários e 
lixões, já que o lixo orgânico é revertido em energia. Outra vantagem importante é que 
ele também é uma alternativa para substituir o GLP. 
 
 
26 
 
7.3. DESVANTAGENS 
Porém, as poucas desvantagens são grandes. As principais são a instabilidade 
na quantidade de energia gerada; a possibilidade de haver explosões caso o metano 
e o oxigênio entrem em contato; e as impurezas que carrega mesmo após o refino, 
que pode corroer partes metálicas dos motores quando é usado como combustível. 
Além disso, a desvantagem mais notória é a liberação de gases nocivos à atmosfera 
durante a queima, como o Dióxido de Carbono e o Metano, que são os principais 
responsáveis pelo efeito estufa. 
7.4. IMPLANTAÇÃO 
A partir da fermentação de matéria orgânica em determinadas condições 
ambientais obtemos uma mistura de metano e dióxido de carbono que formam o 
biogás, um tipo de gás. 
“O biogás é produzido a partir da mistura de dióxido de carbono e metano, ele 
é usado como combustível para fogões, motores e geração de energia elétrica.” 
(Ecycle, O que é a energia do biogás? Entenda como é produzido e transformado 
em energia elétrica) 
 Para realizar essa fermentação de modo artificial é utilizado o biodigestor. 
“A fermentação acontece em determinados patamares de temperatura, 
umidade e acidez. Artificialmente esse processo ocorre através de um equipamento, 
o biodigestor anaeróbico. (FREITAS, Biogás, Brasil Escola.) ” 
Existem dois tipos de biodigestores domésticos: o continuo e descontinuo, eles 
também são chamados de batelada. O biodigestor descontínuo é abastecido apenas 
uma vez, e é mantido fechado para que a fermentação aconteça. O continuo é 
abastecido diariamente. 
“Os biodigestores convencionais são subdivididos em descontínuos e 
contínuos: os descontínuos, também conhecidos como batelada, são abastecidos 
somente uma vez, e mantidos fechados por um período de tempo no qual a matéria 
orgânica sofrerá fermentação; e os biodigestores contínuos são os que requerem 
abastecimento periódico de matéria orgânica. ”. (Ecycle, O que é a energia do 
biogás? Entenda como é produzido e transformado em energia elétrica) ” 
27 
 
Usinas de biogás são mais direcionadas a áreas rurais, por que a implantação 
dessas usinas em áreas urbanas não conseguiria acompanhar a produção de lixo, 
para superar esse problema seria necessária a instalação de milhões de digestores 
pelas cidades. 
“A instalação de biodigestores para produção de biogás é recomendada para 
áreas rurais e determinadosespaços urbanos. Há intenção de implantá-los em 
grandes cidades brasileiras, no entanto, a capacidade de processamento do 
equipamento não acompanha a quantidade de lixo, para superar essa dificuldade 
seria preciso milhares de biodigestores... (FREITAS, Biogás, Brasil Escola.) ” 
A partir desses dados, poucas coisas impediriam a implementação dessa usina 
em nossa escola, sendo a principal delas o custo. O biodigestor continuo seria o mais 
recomendado para o seu funcionamento em nossa escola. 
“ Os biodigestores contínuos são os que requerem abastecimento periódico de 
matéria orgânica, normalmente diário. (Ecycle, O que é a energia do biogás? 
Entenda como é produzido e transformado em energia elétrica) ” 
Figura 6- Produção do biogás 
 
Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2a/Usinabiogas.JPG/400px-
Usinabiogas.JPG 
 
 
 
 
 
28 
 
8. ENERGIA A PARTIR DO BIODIESEL 
O biodiesel é um combustível para ser utilizado nos carros ou caminhões com 
motores diesel (motor de ignição por compressão), feito a partir das plantas (óleos 
vegetais) ou de animais (gordura animal). 
8.1. HISTÓRIA 
Embora os combustíveis de origem orgânica só tenham surgido como uma 
ideia viável bem mais tarde, principalmente após a explosão do preço do petróleo, na 
década de 1970, no início do funcionamento dos motores diesel já há relatos de uso 
de óleo vegetal para movê-los. E com sucesso. 
Foi utilizado pela primeira vez na exposição mundial de Paris, em 1900, por 
Rudolf Diesel, quando este apresentou o seu invento – o motor a diesel – utilizando o 
óleo de amendoim como combustível. 
O inventor se empolgou com a descoberta e previu que, embora nos anos 
seguintes isso provavelmente não significasse uma substituição do petróleo, no futuro 
os óleos orgânicos poderiam ser muito importantes. Segundo Diesel, de qualquer 
forma, os experimentos permitiram demonstrar que a energia dos motores poderá ser 
produzida com o calor do sol, que sempre estará disponível para fins agrícolas, 
mesmo quando todos os nossos estoques de combustíveis sólidos e líquidos 
estiverem esgotados. 
O belga George Chavanne, da Universidade de Bruxelas, descobriu o processo 
de transesterificação, a reação que permite a obtenção do biodiesel moderno. A 
descoberta de Chavanne foi patenteada na Bélgica em 1937, e logo ganhou aplicação 
prática. No ano seguinte, o biodiesel obtido com a reação foi usado para movimentar 
os ônibus de uma linha entre as cidades de Bruxelas e Louvain. 
8.2. FABRICAÇÃO E COMPOSIÇÃO 
O Biodiesel é fabricado através de um processo químico chamado de 
transesterificação (essa reação é catalisada por ácido ou base, dependendo das 
características do óleo) onde a glicerina é separada da gordura ou do óleo vegetal. O 
processo gera dois produtos, ésteres (nome químico do Biodiesel) e glicerina (produto 
valorizado no mercado de sabões). 
29 
 
Para a produção de Biodiesel no Brasil, é preciso que as usinas atendam as 
especificações da ANP, sendo as três principais delas: 
• A autorização para a construção, para a modificação das instalações e para a 
ampliação de usinas; 
• A autorização para a produção do combustível; 
• A autorização que dá à empresa o direito de vender o biodiesel. 
O Biodiesel não contém petróleo, mas pode ser adicionado a ele formando uma 
mistura. 
Mundialmente passou-se a adotar uma nomenclatura bastante apropriada para 
identificar a concentração do Biodiesel na mistura. É o Biodiesel BXX, onde XX é a 
porcentagem em volume do Biodiesel à mistura. Por exemplo, o B2, B5, B20 e B100 
são combustíveis com uma concentração de 2%, 5%, 20% e 100% de Biodiesel, 
respectivamente. 
A experiência de utilização do biodiesel no mercado de combustíveis tem se 
dado em quatro níveis de concentração: 
• Puro (B100) 
• Misturas (B20 – B30) 
• Aditivo (B5) 
• Aditivo de lubricidade (B2) 
 
8.3. VANTAGENS 
• É uma fonte de energia renovável; 
• É biodegradável; 
• No Brasil há muitas terras cultiváveis que podem produzir uma enorme 
variedade de oleaginosas, principalmente nos solos menos produtivos, com 
um baixo custo de produção; 
• Tem fácil transporte e fácil armazenamento, devido ao seu menor risco de 
explosão; 
• O uso como combustível proporciona ganho ambiental para todo o planeta, 
pois colabora com a diminuição da poluição e do efeito estufa; 
30 
 
• O produtor rural estará produzindo seu combustível; 
• Na queima do biodiesel, ocorre a combustão completa; 
• Contribui ainda para a geração de empregos no setor primário, que no Brasil 
é de suma importância para o desenvolvimento social e prioridade de nosso 
atual governo. Com isso, segura o trabalhador no campo, reduzindo o inchaço 
das grandes cidades e favorecendo o ciclo da economia autossustentável 
essencial para a autonomia do país; 
• Promove o desenvolvimento, amplia o mercado de trabalho e valoriza os 
recursos energéticos; 
• Protege o meio ambiente e promover a conservação de energia; 
• Deixa as economias dos países menos dependentes dos produtores de 
petróleo; 
• É um excelente lubrificante, o que aumenta a vida útil do motor 
• O risco de explosão é baixo, pois precisa de uma fonte de calor acima de 
1500º C para explodir. 
8.4. DESVANTAGENS 
• Se o consumo mundial estiver em larga escala, serão necessárias plantações 
em grandes áreas agrícolas. Em países que não fiscalizam adequadamente 
seus recursos florestais, poderemos ter um alto grau de desmatamento de 
florestas para dar espaço para a plantação de grãos. Ou seja, diminuição das 
reservas florestais do nosso planeta; 
• Com o uso de grãos para a produção do biodiesel, poderemos ter o aumento 
no preço dos produtos derivados deste tipo de matéria-prima ou que utilizam 
eles em alguma fase de produção. Exemplos: leite de soja, óleos, carne, 
rações para animais, ovos entre outros; 
• O uso do metanol na produção de biodiesel. O metanol é um álcool tóxico, 
venenoso e de origem fóssil; 
31 
 
• Custos de produção pouco competitivos (embora o preço se tenha tornado 
cada vez mais competitivo com o avanço das tecnologias de produção de 
biodiesel); 
• Baixo rendimento físico da matéria-prima por unidade de área. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 
 
9. CONCLUSÃO 
Concluímos que, hoje em dia, o Homem, mais do que nunca, consome em 
quase todas as suas atividades enormes quantidades de energia. Desde a Revolução 
Industrial e o consequente aumento demográfico, que as carências energéticas da 
humanidade têm vindo a aumentar drasticamente. 
 No entanto, o empenho do Homem em transformar formas de energia natural, 
como o vento, a água ou movimento, em trabalho, remonta a épocas passadas. 
Atualmente, as necessidades energéticas da humanidade são fundamentalmente 
satisfeitas a partir dos combustíveis fósseis como o petróleo. Em regra, esses recursos 
são transformados por via da combustão noutras formas de energia, como a eléctrica. 
O problema destes recursos é que da sua combustão resultam não só produtos 
tóxicos e poluentes, como as suas disponibilidades são muito limitadas, estando 
previsto para breve o seu esgotamento. 
A “crise energética” reflete-se já no nosso dia-a-dia. É necessário investir nas 
energias renováveis. Afinal, até os nossos antepassados souberam aproveitar a 
energia do vento ou da água para mover as pás dos moinhos. Com a tecnologia e os 
conhecimentos de que dispomos atualmente, podemos não só aproveitar estes 
recursos com maior eficiência, como podemos ainda aproveitar outros, como a 
energia cinética. (Desconhecido, Energiasrenováveis, 2008) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA 
 
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https://www.biodieselbr.com/biodiesel/vantagens/vantagens-biodiesel.htm. 
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6. CLIMATOLOGIA GEOGRÁFICA. Um pouquinho sobre a 
Piezoeletrecidade. Disponível em: https://climatologiageografica.com/um-
pouquinho-de-piezoeletricidade/. Acesso em: 04 out. 2017. 
7. COELHO, P. Melanina- Uma fonte de energia renovável. 2015. Disponível 
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8. ECYCLE. O que é a energia do biogás? Entenda como é produzido e 
transformado em energia elétrica. Disponível em 
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10. FERNANDO. História da energia eólica. Disponível em: 
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