FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA - ALE E CRIS

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE FÍSICA
Profª MARIA EMÍLIA B. BERNASIUK
FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA
ALESSANDRA S. DA SILVA
CRISTIANE R. VILELA DIAS
PORTO ALEGRE, NOVEMBRO DE 2013.
	QUESTÕES DE INVESTIGAÇÃO:
O que são fontes renováveis de energia?
Quais suas vantagens e desvantagens para o meio ambiente?
Metodologia
Os métodos utilizados para este projeto de pesquisa foram: 
Leitura de artigos científicos;
Livros didáticos; 
Pesquisas na internet ( textos e figuras).
A energia não pode ser criada, mas apenas transformada (1º Lei da Termodinâmica)
Do grego ERGOS = TRABALHO
FÍSICA
COMUM
Capacidade de qualquer corpo produzir trabalho, ação ou movimento.
Designar o vigor, a firmeza e a força.
ENERGIA
 Energia 
Indispensável para a existência da vida;
Existe na natureza em diferentes formas: mecânica, elétrica, térmica, química, nuclear, radiante
Para ser utilizada, necessita ser transformada. 
Energia
Há 40 anos são feitos investimentos na área da pesquisa e do desenvolvimento de energias limpas; 
Aumento da demanda do consumo energético mundial;
Após os impactos econômicos produzidos pela distribuição do petróleo;
A Crescente preocupação com o meio ambiente, reforçada pelos acordos nas conferências:
Estocolmo (1972)
Rio de janeiro (1992) 
Protocolo de Quioto no Japão (1997 e 2004).
Usar racionalmente a energia, sem pôr em risco o bem-estar e a qualidade de vida, é o grande desafio que se coloca aos consumidores atuais. 
O que são fontes renováveis de energia?
 São fontes de energia virtualmente inesgotáveis, impossível estabelecer um fim temporal para a sua utilização;
Podem ser repostas a curto/médio prazo espontaneamente ou pelo homem;
Obtida de fontes naturais, como: sol, vento, águas, magma, biomassa;
Limitadas em termos da quantidade de energia que é possível extrair em cada momento;
FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA:
 
Eólica
Solar 
Hidráulica
Geotérmica
Biomassa
Biocombustível
Maremotriz 
Hidrogênio
Azul ou Osmótica
Quais suas vantagens e desvantagens para o meio ambiente?
VANTAGENS	
São fontes inesgotáveis de energia;
Poucos efeitos negativos sobre o ambiente
Diminuição Efeito Estufa
Contribuem para reduzir a dependência energética de fontes fósseis;
Conduzem à investigação de novas tecnologias que permitam melhorar a eficiência energética.
DESVANTAGENS
Podem causar impactos visuais negativos no meio ambiente;
 Pode gerar-se algum ruído, no caso da exploração de alguns recursos energéticos;
 Alteração do ecossistema local, se necessário construir instalações para aproveitar a energia
Energia Eólica
Energia obtida pelo movimento do ar (vento). 
É a energia cinética contida nas massas de ar em movimento e tem origem na energia solar. 
influenciada pelo movimento de rotação da Terra sobre o seu eixo
 Depende de influências naturais (continentalidade, maritimidade, latitude, altitude).
As formas de aproveitamento dessa energia estão associadas à conversão da mesma em energia mecânica e elétrica, através dos aerogeradores.
Energia Eólica
Vantagens 				
É inesgotável;
Não emite gases poluentes nem gera resíduos;
Diminui a emissão de gases de efeito de estufa (GEE).
Uma das fontes mais viável financeiramente;
A intermitência, ou seja, nem sempre o vento sopra quando a eletricidade é necessária, 
Provoca um impacto visual considerável, principalmente para os moradores em redor, 
Interferências eletromagnéticas que podem perturbar os sistemas de telecomunicações
 Mortalidade de aves causada pelas pás em movimento. 
Impacto sonoro: o som do vento bate nas pás produzindo um ruído constante (43db(a)). 
Desvantagens
Biocombustível
São obtidos a partir da cana de açúcar, do milho, de oleaginosas, resíduos agropecuários, dentre outras fontes; 
São provenientes de biomassa renovável;
Etanol (bagaço da cana-de-açúcar) ;
Biodiesel (óleos vegetais ou gorduras animais) é acrescido ao diesel de petróleo, emitindo menor emissão de gases poluentes. 
CO2 produzidos na combustão são reabsorvidos pelas plantas, através da fotossíntese,
Canavial
Óleo vegetal
Biocombustível
É uma alternativa frente aos problemas ambientais;
 A escassez de petróleo e os elevados preços desse produto no mercado internacional. 
Gases produzidos na combustão (CO2) são reabsorvidos pelas plantas, através da fotossíntese,
Minimiza o efeito estufa.
Os biocombustíveis concorrem com os alimentos na disputa de território e de água. 
Acarreta a perda da diversidade biológica e dos habitats;
Pode levar à falta e ao aumento do preço dos produtos agro-alimentares;
Sua produção consome muita energia e baseia-se em culturas intensivas
Produzem óxido de azoto (GEE) 
Contribuem para a formação de chuvas ácidas;
Elevado consumo de água
Vantagens 				
Desvantagens
Energia Solar
É aquela proveniente do Sol (energia térmica e luminosa);
A luz solar é convertida em energia elétrica ou térmica;
coletores solares térmicos ( planos ou concentradores): transforma luz solar em calor, relacionada basicamente aos sistemas de aquecimento de água;
energia solar fotovoltaica, processo de aproveitamento da energia solar para conversão direta em energia elétrica, utilizando os painéis fotovoltaicos (excitação dos elétrons de alguns materiais na presença da luz solar);
Energia Solar
É uma energia limpa, 
Não emite poluentes;
Renovabilidade quase infinita (para escala de tempo humana);
Em países tropicais pode ser usada em todo território;
Tem um alto custo financeiro em relação à outras fontes;
Formas de armazenamento pouco eficientes;
Variação nas quantidades produzidas
Durante a noite não existe produção;
Vantagens 				Desvantagens
Energia Maremotriz
Energia produzida pelas ondas,;
Elas possuem energia cinética devido ao movimento da água 
Energia potencial devido à sua altura. 
Energia elétrica obtida através da oscilação das ondas. 
Na maré alta e baixa a água passa através da turbina, e produz energia elétrica.
Três maneiras de obter energia através das ondas:
Shoreline sistemas de costa, colunas de água oscilantes; 
 Near-shore profundidade, entre oito e 20 metros;
 Offshore longe da costa e/ou em profundidade entre 25 e 50 metros. 
Pelamis – é uma estrutura semi-submersa composta por quatro cilindros ligados por articulações. Cada uma destas estruturas mede 150m de comprimento, 3,5m de diâmetro e pesa 700 toneladas.
Coluna de água oscilante
Energia Maremotriz
Vantagens				
A energia das marés é uma fonte limpa e renovável;
Inesgotável;
Não requer material muito sofisticado
A constância e previsibilidade da ocorrência das marés;            
A sua fiabilidade (segurança);         
O fato de ser uma fonte de energia não poluente.
O fornecimento energético não é contínuo;
Instalação tem custos elevados;
Só produz energia enquanto houver onda.
Impossibilita a navegação
São necessárias amplitudes de marés superiores a 5 metros para que este tipo de energia seja rentável
Impactos ambientais no ecossistema local
Só funcionam dez horas por dia
SISTEMA OFF-SHORE LONGE DA COSTA
Desvantagens
Biomassa
Massa total de organismos vivos em um a área, exemplos: lenha, bagaço de cana-de-açúcar, pó de serra, papéis já utilizados, galhos e folhas, embalagens de papelão (descartadas após a aquisição de diversos electrodomésticos ou outros produtos), casca de arroz.
É uma reserva de energia;
Constituída essencialmente por hidratos de carbono;
A energia é gerada por meio da decomposição de materiais orgânicos (esterco, restos de alimentos, resíduos agrícolas);
Produz o gás metano;
Ela é transformada em energia por meio dos processos de combustão, gaseificação, fermentação ou na produção de substâncias líquidas;
A bioenergia pode ser convertida em três produtos: eletricidade, calor e combustíveis.
Biomassa
Produz baixas quantidades de poluente. 
Usar resíduos da cana de açucar
para produzir biomassa e energia.
Baixo custo de aquisição;
Não emite dióxido de enxofre;
As cinzas são menos agressivas que as dos combustíveis fósseis;
Menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos);
Menor risco ambiental;
Não colabora com o efeito estufa
Desmatamento de florestas, além da destruição de habitats;
Menor poder calorífico quando comparado com outros combustíveis;
Dificuldades no transporte e no armazenamento de biomassa sólida.
Vantagens				Desvantagens
Energia Geotérmica
Obtida usando o calor existente no interior da terra; 
O vapor chega até a superfície por meio canos apropriados conduzido até a central elétrica geotérmica;
O vapor faz girar as lâminas da turbina como uma ventoinha;
A energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através de um gerador;
Após passar pela turbina, o vapor é resfriado em um tanque;
A água formada é aquecida pelas rochas quentes.
Energia Geotérmica
Eficiência energética em locais de elevado potencial geotérmico;
Baixa emissão de CO₂;
Baixo custo em zonas de elevado potencial geotérmico
Baixo custo financeiro a longo prazo
Barata manutenção da bomba de sucção de calor
Reduzida utilização e alteração dos solos;
Impactos ambientais moderados;
Não está condicionada às condições meteorológicas.
Custo inicial e de manutenção dos canos elevado.
Os anticongelantes usados nas zonas mais frias produzem CFCs e HCFCs.
A perfuração dos solos para a introdução de canos é dispendiosa (onde não há gêiseres e vulcões)
Escassez de locais com potencial geotérmico;
Alguma poluição atmosférica na região;
Poluição sonora;
Emissão de H₂S, provoca odor desagradável
Vantagens 				Desvantagens
Energia Hidráulica
Obtida por meio do potencial hidráulico de um rio;
A água passa pelas tubulações da usina com bastante força e velocidade e movimentam as turbinas.
A energia potencial (energia da massa de água) se transforma em energia cinética (movimento das turbinas hidráulicas). 
As turbinas, ligadas a um gerador, transforma a energia cinética em energia elétrica. 
Energia Hidráulica
A sua fiabilidade e a resposta às variações de procura são elevadas;
Abastecimento local para irrigação.
Produção de energia elétrica sem poluição;
Baixo custo de produção, insumo é a própria água
Possível regulação do fluxo de inundações de um rio;
Erosão de solos, afetando a vegetação local;
Deslocamento de populações ribeirinhas e o alargamento de terra;
Alterações na macro e micro flora terrestre e aquática, na fauna terrestre e ictiológica fluvial;
Elevados custos de instalação e de desativação.
Vantagens 				
Desvantagens
Hidrogênio
Energia obtida da combinação do hidrogênio com o oxigênio produzindo vapor de água e liberando energia que é convertida em eletricidade.
O processo de produção de hidrogênio pode ocorrer da seguinte forma:
-Hidrogênio através da eletrólise: a energia elétrica quebra a molécula de água (H2O) em hidrogênio e oxigênio. Chamado de eletrólise alcalina.
-Hidrogênio a partir de combustíveis: pode ser obtido de diversas formas.
-Hidrogênio a partir de fontes fósseis: como o petróleo, gás natural ou carvão.
CÉLULA COMBUSTÍVEL SIMPLIFICADA
Energia do Hidrogênio
Elemento químico mais abundante;
Grande densidade energética;
Não é tóxico;
Reduzida emissão de gases que provocam o efeito de estufa;
Redução da poluição sonora, pois as células de hidrogênio trabalham silenciosamente;
Menor emissão de fumaça e poeira;
Grande utilidade a nível dos transportes.
Tecnologia dispendiosa;
Não se encontra isolado na Natureza;
Dependência de hidrocarbonetos, petróleos e seus derivados;
Necessidade de utilização de metais nobres;
Problemas e custos associados ao transporte e distribuição.
Vantagens 				Desvantagens
Energia Azul ou Osmótica
Obtida da diferença de salinidade entre a água do mar e a do rio;
 Usando a eletro diálise reversa (EDR);
 Extração de íons positivos e negativos do mar através de 2 membranas de polietileno eletricamente modificado para cada tipo de íon. 
O resíduo deste processo é água salobra. 
Um fluxo de água vai em direção à água salgada. 
A pressão no seu interior irá aumentar gradativamente até o equivalente a uma coluna de água de 270 metros de altura. 
A energia extraída pelo processo pode ser armazenada em baterias
Energia Azul ou Osmótica
Matéria prima em abundância.
Sem impacto visual;
possibilidade de se construir a central numa caverna natural;
aproveitar a diferença das correntes de alimentação, aumentando a eficiência global do processo;
o potencial de produção desta tecnologia é bastante elevado
Pouco viável devido aos elevados custos nas suas infraestruturas.
Desvio dos cursos dos rios.
 Impactos ambientais.
As membranas existentes atualmente ainda não permitem rentabilizar esta tecnologia.
Pré-tratamento exigido para a água de alimentação. 
Frequência de reposição das membranas.
Vantagens 				Desvantagens
Sendo as fontes renováveis de energia, praticamente inesgotáveis a sua utilização no lugar dos combustíveis fósseis é uma maneira viável e vantajosa. Pois, além de serem praticamente inesgotáveis, existem diversas maneiras de explorar os recursos energéticos naturais. As fontes limpas de energia causam um impacto ambiental muito baixo ou quase nulo, sem afetar o balanço térmico ou composição atmosférica do planeta, contribuindo para a diminuição do efeito estufa nocivo ao planeta.
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS
OKUNO, Emiko; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil. Física para ciências biológicas e biomédicas. São Paulo: Harper & Row do Brasil, 1982. 490 p. 
Fontes Renováveis de Energia. Disponível em http://www.suapesquisa.com/energia/fontes_renovaveis.htm Acesso em 29/08/2013
Relação entre Trabalho e Energia Cinética. Disponível em http://www.mundoeducacao.com/fisica/relacao-entre-trabalho-energia-cinetica.htm Acesso em 29/08/2013
Energia azul é considerada uma das novas energias que serão utilizadas no futuro. Disponível em
http://www.isaude.net/pt-BR/noticia/6764/foto-saude/energia-azul-e-considerada-uma-das-novas-energias-que-serao-utilizadas-no-futuro Acesso em 29/08/2013
Energia. Disponível em http://ecoguia.cm-mirandela.pt/index.php?oid=86 Acessado em 11/09/2013 
REFERÊNCIAS
Energias renováveis. Disponível em http://efab3e7.webnode.pt/galeria-de-fotos/ Acesso em 18/09/2013
http://www.energiasrenovaveis.com/images/upload/flash/anima_como_funciona/hidro8.swf Acesso em 19/09/2013
http://www.energiasrenovaveis.com/images/upload/flash/anima_como_funciona/ondas13.swf Acesso em 19/09/2013
http://www.eduquim.ufpr.br/matdid/novomat/pdf/Combustiveis_Cap3.pdf Acesso em 19/09/2013
http://energiasrenovaveisa1.blogspot.com.br/2008/05/energia-geotrmica.html Acesso em 11/11/2013
UCZAI, Pedro et al., 2012, ENERGIAS RENOVÁVEIS : RIQUEZA SUSTENTÁVEL AO ALCANCE DA SOCIEDADE – SÉRIE CADERNOS DE ALTOS ESTUDOS, n. 10, 273 p. BRASÍLIA : CÂMARA DOS DEPUTADOS, EDIÇÕES CÂMARA. Disponível em http://www2.camara.gov.br/a-camara/altosestudos/pdf/energias-renovaveis-riqueza-sustentavel-ao-alcance-da-sociedade Acesso em 12/11/2013