Aula 9 Ciência do Ambiente

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CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
Energia e meio ambiente 
Profº Fernando Periard Gurgel do Amaral 
ENERGIA E MEIO AMBIENTE 
CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
ENERGIA E MEIO AMBIENTE 
CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
Conteúdo Programático da aula 9 
 Listar as fontes renováveis e não 
renováveis de energia; 
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Conteúdo Programático da aula 9 
 Reconhecer a eficiência dos recursos 
energéticos; e 
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Conteúdo Programático da aula 9 
 Avaliar perspectivas futuras de fontes 
energéticas. 
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FONTES DE ENERGIA 
 Os componentes fundamentais à vida humana, como ar, energia e água, 
são utilizados constantemente para suprir as necessidades gerais. 
 Antigamente a energia era obtida da lenha (através das florestas), dos 
cursos d’água e dos ventos. 
 Aos poucos, o consumo de energia foi aumentando na medida em que a 
população foi crescendo, principalmente depois da revolução industrial, 
sendo necessária a exploração e o uso de outras fontes, como carvão, 
petróleo e gás. 
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Atualmente a produção e consumo de energia são 
baseados principalmente nos combustíveis fósseis, 
gerando emissões de poluentes locais, gases de efeito 
estufa e colocando em risco o suprimento de longo 
prazo no planeta, produzindo grandes quantidades de 
materiais, energia e resíduos (poluição). 
É PRECISO MUDAR ESSES PADRÕES ESTIMULANDO O 
USO DE FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA! 
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 As radiações solares constituem a principal fonte de energia. 
 
 
 Cerca de 90% é usada pelos ecossistemas 
 
 O restante da energia consumida pela ecosfera 
 (1%), é obtida a partir de fontes primárias 
 
 Os recursos primários são classificados em 
 renováveis e não-renováveis 
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As distintas formas de energia e seu uso 
 
Energia muscular 
 
 A força muscular produzida pelo corpo humano 
era e ainda é utilizada em todas as atividades 
produtivas, pois permite transportar pessoas e bens e 
mover instrumentos de trabalho. 
 Desenvolveu a alavanca usada para deslocar 
pedras ou outras cargas. Este foi talvez o primeiro 
engenho inventado e com ele iniciou-se o uso da 
energia mecânica. 
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Energia térmica 
 
 Representada inicialmente pelo uso do fogo, que 
possibilitou a própria sobrevivência e desenvolvimento 
da humanidade no planeta. O principal combustível era 
a madeira e posteriormente o carvão, que começou a 
ser usado por volta de 1.000 a.C., na China. 
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Energia do vento 
 
 Já era utilizada pelo homem por volta de 3.500 
a.C., sendo responsável pelo surgimento da principal 
invenção social humana, o comércio. 
 Desenvolveu-se outras formas de aproveitamento 
dessa energia, como no caso dos moinhos e mais 
recentemente dos geradores eólicos de energia elétrica. 
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Energia hidráulica 
 
 
 O uso da energia 
hidráulica surge por volta de 
3.000 a.C., na Babilônia, 
com a roda d’água. 
 Atualmente esse mesmo 
princípio é utilizado para 
gerar energia elétrica a 
partir das usinas 
hidrelétricas. 
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Petróleo 
 
 Conhecido pela humanidade desde a antiguidade e 
teve vários tipos de uso na história. Inicialmente servia 
como fonte de iluminação e também para finalidades 
bélicas. 
 A maioria das atividades humanas são hoje 
dependentes direta ou indiretamente do petróleo. Dentro 
desse cenário, esse recurso vem sendo usado como fator 
de domínio em diversas relações entre os países, 
principalmente envolvendo os maiores produtores e os 
maiores consumidores desse recurso. Isso já causou vários 
conflitos bélicos, pois o domínio das fontes produtoras é 
considerado vital para a hegemonia energética dos países 
mais desenvolvidos. 
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Vapor 
 
 Essa forma de energia está diretamente associada a 
Revolução Industrial do século XVIII, onde a máquina a 
vapor de James Watt (1764). 
 A partir do desenvolvimento da máquina a vapor e 
suas diversas possibilidades de uso, o cenário produtivo e 
social se transformou profundamente, estabelecendo 
novas formas de relações trabalhistas e sociais. 
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Energia elétrica 
 
 A história da eletricidade começa na Grécia Antiga. 
Desde o século XIX, as contribuições para o entendimento 
sobre a natureza da eletricidade tem se aprofundado. 
 A partir dai o desenvolvimento do conhecimento a 
respeito da eletricidade foi exponencial, conduzindo a 
equipamentos geradores elétricos cada vez mais eficientes. 
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Energia atômica ou energia nuclear 
 
 No início do século XX (1901), Pierre Curie e sua 
mulher identificaram a emissão contínua de calor das 
partículas do elemento rádio, a energia atômica ou nuclear. 
 Cerca de 40 anos depois, ocorreu a primeira reação em 
cadeia em um reator de grafite, na Univ. de Chicago. 
 Pode ser gerada a partir de dois tipos de reações, a 
partir dos núcleos de elementos radioativos enriquecidos: 
 Fusão nuclear: união de pequenos núcleos atômicos que 
formam um núcleo maior e mais estável (energia solar e de 
estrelas). 
 Fissão nuclear: quebra do núcleo de um elemento químico 
instável em dois menores, através do bombeamento de 
partículas atômicas, como os nêutrons. 
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As energias fósseis 
 
 Os recursos energéticos de que dispomos 
atualmente está fortemente baseado em combustíveis 
fósseis – carvão, petróleo, gás natural e gás de xisto. O 
mundo atual ainda depende das fontes fósseis de 
energia, cerca de 75%, e a tendência é que essa 
dependência irá crescer ainda mais. 
 
 Com dependência cada vez maior, somada ao 
fato de que se trata de um recurso natural não 
renovável forma um cenário preocupante para a 
humanidade. 
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 O gás de xisto é um gás natural associado a formações 
dessa rocha sedimentar, o xisto. Está sendo cada vez mais 
explorado, particularmente nos EUA, onde até 2035, 46% do 
fornecimento virá desse gás. 
 Caso essa tendência realmente se concretize deverá 
ocorrer uma profunda transformação geopolítica no mundo, 
influenciada pela mudança do estado de dependência 
americana em relação as reservas de petróleo.ENERGIA E MEIO AMBIENTE 
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RECURSOS NATURAIS (RN) 
Qualquer insumo que os organismos necessitam 
para sua manutenção. 
TECNOLOGIA ECONOMIA 
MEIO 
AMBIENTE 
RN 
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RENOVÁVEIS NÃO RENOVÁVEIS 
São aqueles que, depois de 
serem utilizados, ficam 
disponíveis novamente graças 
aos ciclos naturais. 
Não ficam novamente 
disponíveis, pois seus ciclos são 
muito demorados, as vezes de 
milhares de anos. 
RECURSOS NATURAIS (RN) 
Existem situações em que o recurso renovável passa a ser não 
renovável. Essa condição ocorre quando a taxa de utilização 
supera a máxima capacidade de sustentação (ciclagem) do 
sistema. 
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RENOVÁVEIS NÃO RENOVÁVEIS 
 ENERGIA DAS MARÉS 
 ENERGIA HIDRÁULICA 
 ENERGIA GEOTÉRMICA 
 ENERGIA DA BIOMASSA 
 BIOGÁS – METANO 
 BIOCOMBUSTÍVEL 
 GÁS HIDROGÊNIO 
 ENERGIA EÓLICA 
RECURSOS NATURAIS - FONTES DE ENERGIA 
 COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS 
 SEUS DERIVADOS 
 ÓLEOS PESADOS 
 DERIVADOS SINTÉTICOS 
 GÁS NATURAL 
 COMBUSTÍVEIS NUCLEARES 
 FUSÃO NUCLEAR 
 DEPÓSITOS GEOTÉRMICOS 
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RENOVÁVEIS NÃO RENOVÁVEIS 
RECURSOS NATURAIS (RN) 
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EFICIÊNCIA DO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO 
 Segundo Goldemberg e Lucon (2007), o Brasil 
apresenta uma condição bastante favorável na 
utilização de suas fontes renováveis. 
 
 Em 2003, as fontes de energias renováveis 
representavam 41,3% do consumo total no Brasil, ao 
passo que no mundo eram apenas 14,4%. O consumo 
médio de energia no Brasil é cerca de 1,09 tonelada 
equivalente de petróleo (TEP por habitante), um pouco 
abaixo da média mundial. 
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Termelétricas 
(combustíveis 
fósseis) 
19,3 % 
Hidrelétricas 
64,4 % 
Biomassa 
7,7 % 
Nuclear 
1,7 % 
Eólica 
1,9 % 
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EFICIÊNCIA DO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO 
 Existem atualmente no mundo duas correntes 
que apoiam estratégias opostas para enfrentar a crise 
energética no futuro: 
Modelo do mundo em crescimento 
 
Defende a construção de grandes 
usinas termelétricas (carvão e 
fissão nuclear) para atender a 
demanda nos próximos 25 anos e 
mudança gradual para a total 
dependência das usinas a fusão 
nuclear. 
 
Modelo de crescimento sustentável 
 
Visa a aumentar a eficiência no uso 
da energia; diminuir o emprego do 
óleo, carvão e gás natural; eliminar 
as usinas nucleares, pois estas 
seriam antieconômicas, inseguras e 
desnecessárias; aumentar o 
emprego de recursos energéticos 
solares diretos e indiretos. 
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As energias renováveis 
 
- ENERGIA DAS MARÉS OU MAREMOTRIZ 
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- ENERGIA HIDRÁULICA 
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- ENERGIA GEOTÉRMICA 
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- ENERGIA DA BIOMASSA 
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- BIOGÁS (METANO) 
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- BIOCOMBUSTÍVEL 
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- GÁS HIDROGÊNIO 
 
 Energia proveniente da separação do 
hidrogênio contido nos hidrocarbonetos, 
principalmente através do gás natural. 
 
 O hidrogênio é rico em energia, sendo usado 
pela NASA como combustível para seus veículos 
espaciais. Contudo, ainda não temos uma 
tecnologia segura e prática para o seu uso em larga 
escala, devido a sua alta capacidade reativa e 
combustão espontânea. 
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- ENERGIA EÓLICA 
 
 A energia eólica representa atualmente uma das 
alternativas mais importantes para se gerar energia de 
forma sustentável, pois gera baixo impacto ambiental e 
pode ser utilizada em várias escalas. Os aerogeradores 
podem servir a residências ou a indústrias, com potência 
que pode chegar acima de 500 kW cada um. 
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- ENERGIA SOLAR 
 
 (1) Energia solar térmica 
 (2) Energia solar fotovoltaica 
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Perspectivas futuras de algumas fontes renováveis 
e não renováveis 
 
 RECURSOS RENOVÁVEIS FUTUROS 
ENERGIA DAS MARÉS 
Projetos pouco viáveis economicamente; dificuldade para obter bons 
locais no litoral para construção das geradoras. 
ENERGIA HIDRÁULICA 
Grande impacto gerado na biodiversidade e populações locais. Brasil em 
grande destaque no cenário mundial. 
ENERGIA EÓLICA 
Produz energia a custos razoáveis em áreas com velocidade do vento 
entre 20 a 40km/h. As turbinas podem interferir no voo dos pássaros, 
na paisagem e na transmissão de rádios e TVs. Método complementar. 
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ENERGIA DA BIOMASSA 
Pode causar grande impacto ambiental pela poluição atmosférica 
produzida, com emissão de gases (CO) e materiais particulados. O 
problema desses compostos é o uso de terras sem um desenvolvimento 
sustentável. 
BIOCOMBUSTÍVEL 
Resíduos aproveitados como adubos. A gasolina brasileira com 22% de 
etanol, diminui a emissão de CO, porém aumenta, os oxidantes 
fotoquímicos. O ideal é a produção em terras improdutivas. 
GÁS HIDROGÊNIO 
Energia limpa, os motores utilizados são elétricos, com o átomo de H 
reagindo com o O do ar, que resulta em vapor d’ água e energia. O 
problema é o alto custo da produção do gás e é altamente explosivo. 
ENERGIA SOLAR 
Sistemas ineficientes e caros, com a vantagem de mínimo impacto 
ambiental. Pode ser utilizada como fonte complementar de energia. 
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 RECURSOS NÃO RENOVÁVEIS FUTUROS 
COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS 
 
Aproximadamente 2/3 do petróleo mundial estão estocados em cinco 
países: Arábia Saudita, Kuwait, Irã, Iraque e Emirados Árabes. Apesar 
de não possuir a maior reserva, a Rússia é hoje a maior produtora 
mundial. Além de contribuir para o "efeito estufa", a exploração 
desses compostos produzem outras impurezas, como o enxofre, 
aumentando a poluição atmosférica.O óleo combustível também tem 
os mesmos problemas, ainda que em menor proporção. 
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ÓLEOS PESADOS NÃO CONVENCIONAIS 
O grande problema provocado pelo aproveitamento do xisto ou areias 
com alcatrão é o impacto ambiental, uma vez que os processamentos 
requerem, respectivamente, grandes quantidades de água e óleo 
convencional. Além da emissão de gases que contribuem para a 
poluição atmosférica. 
ENERGIA NUCLEAR 
Não emite gases do efeito estufa, porém é uma energia não renovável, 
podendo causar grande impacto ambiental em casos de acidente. Na 
esfera global, pelo alto risco de acidente nuclear, as usinas tendem a 
ser desativadas. 
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AUMENTO DA EFICIÊNCIA DA ENERGIA 
 
 A energia disponível deve ser utilizada de modo que 
as fontes naturais tornem-se suficientemente renovadas. 
 A seguir, algumas contribuições importantes: 
 
 
 Utilizar transportes coletivos e alternativos, como bicicletas 
 
 Não desperdiçar energia, mantendo luzes apagadas 
 
 Evitar o desperdício de água 
 
 Reutilizar a água da chuva para a limpeza de veículos e 
 condomínios. 
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 Utilizar recursos alternativos e eficientes para o isolamento 
 térmico de casas e edifícios, como por exemplo, a 
 implantação de “telhados verdes” 
 
 
 Reduzir a produção e utilização de produtos descartáveis 
 
 
 Desenvolver equipamentos mais eficientes e com baixo 
 gasto energético, como produtos industriais, automotores, 
 aparelhos de refrigeração, entre outros 
 
 
 Utilizar materiais recicláveis 
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Fatores que alteram a qualidade da água. 
COMPOSTOS ORGÂNICOS REFRATÁRIOS 
Em geral não biodegradáveis ou muito lentos nesse processo, como 
plásticos, detergentes, solventes, tintas, inseticidas, herbicidas, 
produtos farmacêuticos, aditivos alimentares e petróleo. 
COMPOSTOS INORGÊNICOS E MINERAIS 
O descarte desses compostos pode provocar alterações nos níveis de 
pH, na salinidade e na toxicidade das águas. 
METAIS 
Os metais pesados, como chumbo e mercúrio, estão relacionados a 
bioacumulação nos tecidos dos seres vivos, pois não são metabolizados. 
Além disso, causam disfunções severas no sistema nervoso dos animais. 
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Resumindo 
 Conheceu as fontes renováveis e não renováveis de energia. 
 
 Compreendeu a eficiência dos recursos energéticos, bem como as 
perspectivas futuras na utilização desses recursos.