N-E-E-L-(PGN2864-1512737)-9001_TRABALHO-FINAL-NEEL-PAULO-TARCIO-SILVA-JUNIOR

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FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ DE BELO HORIZONTE
novas energias e energias limpas: generalidades
2014.01.31949-1 PAULO DE TARCIO DA SILVA JUNIOR
TURMA 9001 - 2014/1
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
Objetivo e Justificativa
O presente trabalho tem como objetivo a elaboração síntese das energias limpas e das novas energias passíveis de serem aplicadas em substituição àquelas oriundas dos combustíveis fósseis. Além de desenvolver um pensamento crítico e questionador da nossa realidade legal, analisando nossas ações e omissões diante do meio ambiente e elaborar algumas sugestões para melhorar a gestão e políticas energéticas, como requisito parcial para a aprovação à disciplina Novas Energias e Energias Limpas do curso MBA em Petróleo e Energias.
REFERENCIAL TEÓRICO
Os Recursos Naturais
É muito importante entender a formação do nosso planeta e da vida para compreender a sua estrutura e constituição. As mudanças que aconteceram na Terra ao longo de bilhões de anos proporcionaram a existência da vida e hoje é o abrigo de toda a humanidade. É nesta “casa” que vivemos, construímos a nossa moradia e retiramos todos os recursos necessários para a nossa sobrevivência.
O primeiro passo da humanidade na intervenção nos processos naturais se deu através do domínio do fogo (CORDANI; TAIOLI, 2000). A partir daí, uma série de modificações foram acontecendo na superfície do planeta, como, por exemplo, a exploração mineral por volta de 40.000 através do uso da hematita para fins decorativos. Porém o grande motivador de modificações da superfície da Terra foi a revolução agrícola em 4000 a.C., com a contínua e crescente exploração dos recursos naturais do planeta.
Os recursos naturais são componentes da paisagem geográfica (incluindo os próprios seres vivos), mas que ainda não tenham sofrido importantes transformações pelo homem. São atribuídos aos recursos naturais, historicamente, valores econômicos, sociais e culturais, e, portanto, só podem ser estudados a partir da relação homem-natureza.
Recurso natural é qualquer insumo obtido do meio ambiente que os organismos, as populações e os ecossistemas necessitem para sua manutenção. Podemos afirmar que alguns recursos naturais são úteis, ou até mesmo indispensáveis para a vida dos organismos. Um exemplo clássico de recurso natural indispensável para a sobrevivência dos seres vivos é a água. Os recursos hídricos estão, contidos nos mares, rios, lagos, etc. Eles são essenciais para a manutenção dos processos de todos os organismos e, sem a água, a vida na Terra provavelmente nem teria existido.
Recursos como a energia solar, o ar limpo, o vento, a água superficial doce, o solo fértil e as plantas selvagens comestíveis estão diretamente disponíveis para o uso. Outros recursos como o petróleo, ferro, água subterrânea, não estão prontamente disponíveis. Eles se tornam úteis para nós somente por meio de algum esforço e invenção tecnológica, e são obtidos por uma relação que os humanos possuem com a demanda econômica que estes recursos agregam.
Tecnologia
Tecnologia é o conjunto de conhecimentos e princípios científicos que se aplicam ao planejamento, à construção e à utilização de um recurso em um determinado tipo de atividade. Um exemplo bem moderno de como a tecnologia potencializa a utilização dos recursos naturais é o pré-sal. O termo pré-sal refere-se a um conjunto de rochas localizadas nas porções marinhas de grande parte do litoral brasileiro, com potencial para a geração e acúmulo de petróleo. O termo “pré” é utilizado porque, ao longo do tempo, essas rochas foram sendo depositadas antes da camada de sal. Convencionou-se chamar de pré-sal, porque forma um intervalo de rochas que se estende por baixo de uma extensa camada de sal, que em certas áreas da costa atinge espessuras de até 2.000m (PETROBRAS, 2009).
Antes era impossível utilizar o petróleo encontrado na espessa camada de pré-sal debaixo da terra, o acesso era inviável, devido à profundidade. Hoje, já existem estudos e afirmações de que estamos próximos de alcançar a tecnologia adequada para este tipo de exploração pioneira. Então, o petróleo no pré-sal passará em breve a ser um recurso natural, potencializado pelo avanço da tecnologia.
Porém, existe o lado perigoso da utilização de ferramentas tecnológicas para a extração de recursos, a exploração abusiva, chamada de sobre-exploração. Quando excedemos a taxa de reposição natural de um recurso, este começa a diminuir, levando à degradação ambiental.
Economia
Anteriormente à década de 70, quando houve a crise do petróleo, o álcool produzido a partir da cana-de-açúcar, possuía um preço elevado por conta do seu alto custo de produção. Com a crise e o aumento da demanda pelo combustível alternativo, o álcool se tornou um recurso natural estratégico e muito importante por conta da sua possibilidade de renovação (diferente do petróleo). Um problema inicialmente econômico, a crise do petróleo fez a humanidade aprimorar as técnicas de processamento do álcool para diminuir seu valor econômico e, ao mesmo tempo, trouxe grandes benefícios quanto à utilização de um combustível alternativo.
Hoje, já contamos com biocombustíveis, ou seja, combustíveis gerados a partir de outros insumos agrícolas, que não a cana-de-açúcar, graças à crise econômica que se estabeleceu por conta do petróleo.
Do ponto de vista do ser humano, um recurso natural é dotado de valor econômico, obtido do meio ambiente para atender necessidades e desejos. Como por exemplo, temos alimentos, água, abrigo, produtos manufaturados, transporte, comunicação e lazer. Em nossa curta escala de tempo humana (comparada ao tempo geológico da Terra, por exemplo), classificamos os recursos naturais em perenes (luz do sol, vento), renováveis (ar e água limpos, solo, produtos florestais, grãos) e não renováveis (combustíveis fósseis, metais e areia) (MILLER JR., 2007). 
Estes conceitos são operacionais, uma vez que todos os recursos são renováveis, se lhes for dado tempo suficiente (em uma escala de tempo muito superior ao tempo do ser humano). Portanto, podemos concluir que um recurso pode ser não renovável somente para a escala de tempo humana e é este conceito que trataremos no decorrer deste trabalho.
A seguir na Figura 1, temos um esquema com a classificação dos recursos naturais.
Figura 1 - Classificação dos recursos naturais e exemplos.
A água limpa é um exemplo interessante a se destacar, pois é classificada enquanto recurso natural renovável. Observe que esta classificação existe por conta do seu ciclo hidrológico, capaz de renovar a água dentro de certos limites. O que não é levado em consideração neste conceito de “renovável” é a poluição ou contaminação da água durante alguma fase, comprometendo a continuidade de seu ciclo. Neste caso, a água ou outro recurso “renovável” que se torne inviável, pode ser considerado potencialmente renovável.
Recursos Naturais Renováveis
Os recursos naturais renováveis são aqueles que, após serem utilizados se tornam disponíveis novamente em um tempo relativamente curto, graças aos ciclos naturais, por exemplo, florestas, campos, água doce, ar limpo e solo fértil. Por conta deste tempo de reposição, os recursos naturais renováveis podem se esgotar, desencadeando um processo de degradação ambiental. Isso ocorre quando a sua exploração acontece em uma velocidade e intensidade maior do que o recurso é naturalmente recomposto, ultrapassando a sua taxa de reposição.
Alguns exemplos de esgotamento de recursos e a consequente degradação ambiental estão relacionados com a urbanização de terras produtivas, erosão (desgaste) excessiva do solo, poluição, desmatamento e uso exagerado de água subterrânea.
Recursos Naturais Não-Renováveis
Os recursos naturais não-renováveis são aqueles que existem em uma quantidade limitada e possuem um ‘estoque fixo’ no meio ambiente. Na verdade, já dito anteriormente, em uma escala de bilhões de anos estes recursos podem ser renovados, mas pelofato de o ser humano não viver nesta escala de tempo para constatar a renovação, os consideramos não-renováveis.
Entre estes recursos, estão os minerais metálicos, como o ferro, cobre e alumínio, que podem ser reciclados (e reaproveitados); os minerais não-metálicos, como sal, argila, areia, que são muito difíceis ou muito caros para serem reciclados; e, por fim, os de matriz energética, responsáveis por fornecer energia para a sobrevivência das indústrias, das cidades e da tecnologia em geral: carvão, gás natural e petróleo – que não podem ser reciclados (MILLER JR., 2007). Observe na Figura 2, um esquema representando alguns recursos naturais não-renováveis.
Figura 2 – Esquema de recursos naturais não-renováveis e exemplos.
A reciclagem e o reaproveitamento de materiais metálicos não-renováveis estão relacionados com a economia de energia, água e outros recursos naturais, além de diminuir a poluição e degradação ambiental, que ocorreriam na exploração dos recursos metálicos in natura (na natureza).
Os recursos naturais não-renováveis energéticos são sempre muito disputados economicamente por conta do potencial financeiro que eles possuem. Na verdade, não conseguiremos esgotar totalmente um recurso não-renovável, como por exemplo, os minerais, pois quando sua quantidade for absurdamente reduzida ele se torna economicamente exaurido, ou seja, seus custos de extração e uso ficam muito superiores ao seu valor econômico no mercado.
Degradação dos Recursos Naturais
A sobrevivência de uma população está diretamente relacionada com o consumo e utilização de recursos naturais. Este processo natural gera resíduos e poluição.
Além do elemento poluição, à medida que os recursos naturais são utilizados, eles podem estar sendo degradados. A perigosa combinação entre poluição e degradação dos recursos naturais causa o processo de degradação ambiental. Podemos perceber que poluição e degradação ambiental, apesar de originados da utilização de recursos naturais, têm significados distintos e complementares.
É importante avaliar que a degradação de um recurso natural pode impactar em diversos organismos, na atmosfera e, principalmente, em outros recursos.
O desenvolvimento de nossa sociedade ocorreu de forma desordenada e sem planejamento, com níveis crescentes de poluição e degradação dos recursos naturais. Esses níveis de degradação começaram a causar impactos negativos significativos, comprometendo a qualidade do ar e a saúde humana em várias cidades pelo mundo, a exemplo da transformação do rio Tietê, em São Paulo, que, em função dos despejos sem tratamento, transformou-se em um verdadeiro esgoto a céu aberto.
Para a minimização da degradação dos recursos, poluição e geração de resíduos, é interessante compreender a estrutura do desenvolvimento sustentável. Veja a Figura 3.
Figura 3 - Modelo de desenvolvimento sustentável ideal.
Neste modelo, estão incluídos a reciclagem e o reuso dos recursos, aliados à restauração do meio ambiente. Por trás deste sistema ideal, estão previstas as seguintes premissas (BRAGA, 2006):
Dependência do suprimento (recurso);
Uso racional da energia e da matéria com ênfase na conservação13;
Promoção da reciclagem e reutilização dos materiais;
Controle da poluição, com menor geração de resíduos;
Controle do crescimento populacional, com perspectivas de estabilização.
Este tipo de desenvolvimento está aliado à diminuição da degradação dos recursos naturais, para tanto, precisa ser rigorosamente cumprido, desejo de todas as sociedades que mantêm o capitalismo como seu sistema econômico enraizado no consumo.
UTILIZAÇÃO RACIONAL DOS RECURSOS NATURAIS
Com o surgimento das cidades, a demanda por recursos naturais aumentou. Tornou-se necessário a construção de moradias, saneamento e a tão desejada qualidade de vida. A revolução industrial foi outro marco importante, pois mudou o conceito econômico das cidades e a condição de trabalho na zona urbana também foi alterada.
Durante este processo de mudanças no sistema econômico e de uso dos recursos naturais, alguns exemplos de mau uso dos recursos foram acontecendo ao longo da história. Um caso bem expressivo foi a crescente fértil do rio Nilo na região da Mesopotâmia (atual região do Iraque e terras próximas). Este local com grande potencial agrícola foi explorado tão intensamente que provocou a salinização do solo e sua consequente degradação, dificultando o uso para a agricultura (CORDANI; TAIOLI, 2000). A escassez de água e a erosão do solo foram também consequências do mau uso dos recursos pela civilização Maia na América Central.
A utilização indiscriminada3 dos recursos permanece até hoje em praticamente toda sociedade. Para tentar controlar esta forma de uso, foram criadas algumas medidas e até mesmo políticas para garantir a sustentabilidade ambiental. Entenderemos a respeito do consumo dos recursos naturais através da utilização dos conceitos de uma área muito promissora das ciências humanas: a economia.
Redução do Consumo e a Problemática Ambiental
Sempre escutamos que é necessário reduzir o consumo de luz, de água, de algumas matérias-primas e de lixo tecnológico. Porém, a vantagem que garantimos diretamente ao economizar estes produtos e serviços é a economia monetária, de dinheiro. Ao reduzirmos o consumo, a nossa dívida fica menor e, consequentemente, poupamos dinheiro. De acordo com Braga (2006), em todos os modelos econômicos socialmente aceitáveis, o objetivo é atender à maior quantidade de demandas mais valorizadas pela sociedade, utilizando a menor quantidade possível dos bens que são escassos.
Já conseguimos perceber o quanto a economia tem a ver com a redução do consumo dos recursos naturais. Esta estratégia de associar os recursos naturais a ganhos financeiros é promissora, mas não é a única forma de agir. Será que é sempre preciso atribuir vantagens e benefícios individuais à redução do consumo de recursos naturais? E os bens e serviços ambientais deverão sempre se submeter às leis econômicas de mercado?
De acordo com a legislação, os bens e serviços públicos coletivos não podem ser subordinados às leis econômicas de mercado, necessitando de instrumentos legais para a formação adequada de preços, a chamada regulamentação; é o caso da maioria dos recursos naturais.
Os recursos minerais seguem algumas regras diferentes, sendo considerados mercadorias padronizadas (ou commodities). O preço de um recurso mineral varia de acordo com vários fatores: quantidade, teores, localização geográfica, acesso, equipamentos utilizados na extração, beneficiamento, transporte e também a valorização do mercado (CORDANI; TAIOLI, 2000). Ou seja, os recursos minerais estão atrelados às leis da oferta e da demanda, que se referem à procura de um produto: quanto mais procurado e menos disponível, mais caro; quanto menos procurado e mais disponível, mais barato. Pensemos nos diamantes, mineral difícil de encontrar, muito desejado e procurado, portanto, com preços altíssimos.
Como já sabemos que os minerais da Terra são finitos, podemos avaliar que o padrão de consumo atual é insustentável, especialmente com a previsão de a população chegar aos 11 bilhões em 2050 (CORDANI; TAIOLI, 2000). As estratégias que vêm sendo pensadas são tecnologias mais eficientes que melhorem o aproveitamento mineral, além do aprimoramento da reciclagem e da busca de matérias-primas alternativas. Um exemplo ilustrativo é o biodiesel. Uma alternativa interessante à utilização do petróleo (recurso não-renovável) como matriz energética para a fabricação de diesel.
A produção de biodiesel pode ser uma boa alternativa para a substituição dos outros recursos de matriz energética. O petróleo, por exemplo, é um recurso natural não-renovável, como vimos anteriormente, e por ser um insumo eficiente para a geração de energia (uma grande questão mundial), possui valor e se aplica às regras de mercado.
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
Toda a energia que aquece o nosso planeta é gratuita e provenientedo sol. Se a energia solar não existisse ou se esgotasse, a temperatura do planeta Terra chegaria a - 240ºC e, provavelmente, não existiria vida (MILLER JR., 2007). Mas a energia que ‘consumimos’ em casa não é a do sol. A energia que utilizamos em nossas casas, nos meios de transporte, nas fábricas é resultado da queima de diferentes combustíveis, chamados de combustíveis fósseis.
A demanda por energia é uma questão mundialmente discutida na atualidade, principalmente por conta da finitude dos combustíveis fósseis1, ou seja, recursos naturais não renováveis, como por exemplo, o petróleo, o carvão mineral e o gás natural. Com a criação da primeira máquina a vapor para movimentar trens que transportavam pessoas e cargas, a utilização do carvão mineral se tornou fundamental e indispensável, mesmo antes da revolução industrial (SANTOS; MOTHÉ, 2007-2008).
Devido ao aumento da quantidade de máquinas a vapor, outros derivados de petróleo passaram a ser utilizados para a obtenção de energia, como gasolina e óleo diesel, insumos muito mais eficientes. Com o advento da revolução industrial, esses últimos se tornaram - e são até hoje, as principais fontes de energia para o transporte e para as diversas atividades industriais. Para termos uma noção, a demanda por energia triplicou nos últimos 50 anos.
Os combustíveis fósseis são as fontes de energia mais utilizadas atualmente. O petróleo, por exemplo, considerado uma fonte tradicional de energia, tem sido continuamente extraído de suas reservas e, como consequência, seus poços já estão começando a acabar. O mesmo ocorre com os depósitos de carvão, um recurso ainda mais antigo, que também é esgotável. Com isso, podemos até dizer que o uso destas fontes tradicionais de energia, traçam uma trajetória que segue ao declínio, não só pela sua característica não-renovável, mas porque tem se tornado uma ameaça ao meio ambiente.
A ameaça ao meio ambiente está relacionada à queima desses combustíveis, pois origina produtos que poluem o ar, entre os quais está o dióxido de carbono (CO2), que contribui para a intensificação do efeito estufa e, consequentemente, para o aquecimento global (HINRICHS; KLEINBACH, 2009). Além das emissões gasosas geradas pela queima dos combustíveis, existe o risco de acidentes, como o derramamento de petróleo nos oceanos, que prejudica a fauna e flora marinha. O próprio transporte desses combustíveis também é perigoso, tanto para o ambiente, como para o ser humano.
Hoje, existe uma grande preocupação com os recursos naturais, com o meio ambiente e com a própria saúde do homem. Em função disso, é crescente a necessidade de aprimorar a busca e o uso de novas fontes alternativas de energia. Estas fontes são chamadas de alternativas porque são baseadas principalmente na utilização de recursos renováveis ou limpos, e também de recursos não-renováveis capazes de gerar um impacto muito menor ao meio ambiente.
As fontes alternativas, além de reduzir os prejuízos à natureza, muitas são renováveis, e por isso, consideradas inesgotáveis. Alguns exemplos de fontes renováveis mais conhecidos incluem a energia solar, a energia eólica, a biomassa, entre outros.
O Brasil é um país que apresenta ótimas condições para a exploração das fontes de energia, e graças às inúmeras fontes energéticas disponíveis é um ótimo candidato à substituição das energias não-renováveis pelas renováveis.
Serão apresentas a seguir, algumas fontes de energia alternativas, como a energia eólica, a energia solar, as marés, a energia nuclear, a biomassa e a geotérmica.
Todas as fontes alternativas apresentam vantagens e desvantagens, que podem ser aumentadas ou diminuídas a depender do local onde são implantadas e da forma como são geridas.
Energia Eólica
Energia eólica é a energia proveniente da ação do vento, este, por sua vez, é um recurso natural renovável, totalmente gratuito, e que se encontra facilmente disponível. A energia gerada pela força dos ventos tem como explicação física a energia cinética, ou seja, formada a partir das massas de ar que estão em movimento (MILLER JR., 2007). Por isso, na produção de energia elétrica, são utilizadas turbinas eólicas.
O crescimento da energia eólica no mundo vem ocorrendo nos últimos 12 anos, e este crescimento pode ser creditado principalmente pela necessidade da redução das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera, causada também pela queima dos combustíveis fósseis.
Para que ocorra a geração de energia eólica, a força do vento em contato com as pás do cata-vento (elementos integrantes da usina) fará com que o cata-vento gire. Com isso, essas pás darão origem à energia mecânica que ativará o rotor do aero gerador, e é desta forma que a eletricidade é gerada (GOLDEMBERG; LUCON, 2008). Na figura a seguir, você poderá observar todo esse processo.
Vantagens atribuídas à energia eólica:
Frequente disponibilidade de ventos;
São bastante eficientes;
Construção da usina é rápida;
d) Não apresenta resíduos radioativos ou emissões gasosas nocivas;
e) Não necessita da utilização de água para a geração de energia elétrica;
f) As áreas destinadas aos parques eólicos podem ser utilizadas para outras atividades, como por exemplo, para a agricultura.
Porém este tipo de fonte alternativa de energia apresenta algumas características ambientalmente desfavoráveis, como:
Necessita de ventos constantes;
Poluição visual;
Ruído audível;
Danos à fauna, especialmente às aves.
Energia Solar
A energia solar chega à Terra sob as formas térmica e luminosa. Essa radiação, porém, não atinge de maneira uniforme toda a crosta terrestre, pois, para isso ocorrer, depende da latitude, da estação do ano e de condições atmosféricas, como por exemplo, a nebulosidade e a umidade do ar.
Podemos até afirmar que a luz do sol é um tipo de energia inesgotável, dessa forma é possível utilizar os raios originados do sol como fonte de energia que pode ser convertida em energia elétrica através de painéis solares e células fotovoltaicas ou energia térmica.
Existem duas formas de aproveitar a energia solar, uma passiva e a outra ativa (MILLER JR., 2007):
Passiva: é a utilização da iluminação natural e do calor para o aquecimento de ambientes, como edifícios ou prédios, através da penetração ou absorção dos raios solares nas construções, reduzindo a necessidade de iluminação e aquecimento provenientes da energia elétrica. Para um melhor aproveitamento desses raios solares, existe uma necessidade de técnicas mais elaboradas de construção, por exemplo, a utilização de pisos e paredes de pedra, que ajudam a armazenar mais o calor. Esta aplicação passiva é mais comum nos países da Europa, onde o inverno é mais intenso e, com isso, aumenta a demanda de opções para a calefação dos ambientes;
Ativa: O método ativo se baseia em transformar os raios solar e sem outras formas de energia térmica ou elétrica, bombeando fluidos, como água ou outra solução que absorva calor e seja adequado para esse sistema, através de coletores especiais. Esses coletores geralmente ficam localizados nas partes externas e superiores das construções, sempre apontados para o sol, com o intuito de proporcionar maior absorção. Estes coletores solares também podem fornecer água quente, e são mais aproveitados em regiões ensolaradas.
No aquecimento solar ativo devem-se utilizar equipamentos específicos para a captação da radiação solar, equipamentos estes que devem ser coletores e concentradores, pois, além de coletar, muitas vezes existe a necessidade de concentrar a radiação em um só ponto. Os mais destacados são:
Coletores planos: Aproveitam tanto a radiação vinda diretamente do sol, como também a radiação difusa, mais utilizadas em dias nublados, para aquecimento de água e ar (secagem de grãos, por exemplo);
Células solares ou fotovoltaicas: O efeito fotovoltaico deriva da agitação dos elétrons de alguns materiais quando a luz solar ou outras formas apropriadas de energia estão presentes, dando origem a uma corrente elétrica. Uma dasfontes alternativas de energia mais promissoras são painéis fotovoltaicos tendo como grande vantagem a ausência quase que total de poluição, porém, os dispositivos fotovoltaicos apresentam baixo rendimento, limitando seu funcionamento. Outro inconveniente é o custo de produção dos painéis que é bastante elevado.
Coletores concentradores: Estes são concentradores da radiação solar direta num único ponto, de forma a produzir calor em alta temperatura para vaporizar a água e gerar eletricidade em uma turbina, por exemplo, cilindro-parabólico.
Uma das restrições para a difusão de projetos de captação de energia solar é a baixa eficiência dos sistemas de conversão de energia, fazendo com que haja a necessidade do uso de grandes áreas para que a produção de energia aconteça em quantidade suficiente, e consequentemente, tornar o empreendimento economicamente viável.
Vantagens:
Fornecimento sem restrições;
Não provoca poluição do ar ou da água.
Desvantagens:
Não é a mais econômica;
São necessárias baterias como sistemas complementares;
Ainda existem umas dificuldades no armazenamento dessa energia;
Não está uniformemente distribuída, ou seja, não está disponível 24 horas por dia, e não é igual em todos os locais.
Energia a partir das Marés
A energia gerada a partir dos desníveis criados pelas marés, também conhecida como energia mare motriz, é renovável e limpa, e ocorre pelas interações gravitacionais entre a Terra e outros astros, geralmente a lua e o sol. Podemos dizer que é o resultado da rotação da Terra na altura dos campos gravitacionais da lua e do sol e as manifestações podem ser vistas através das alterações periódicas do nível do mar associadas às correntes marítimas.
Para se ter um bom potencial de geração de energia elétrica a partir do mar, é necessário incluir o aproveitamento das marés, correntes marítimas, ondas, energia térmica e gradientes de salinidade. Com o movimento das águas ou pela diferença que ocorre no nível das marés alta e baixa, podemos obter a eletricidade.
Portanto, a energia mare motriz pode ser captada sob duas formas:
Energia potencial – a partir das variações do nível do mar;
Energia cinética – a partir das correntes marítimas.
Energia potencial
Para o aproveitamento da energia das marés a partir das variações do nível do mar, há a necessidade de construções de diques e reservatórios, por isso muitos autores consideram esse aproveitamento um tipo de ‘barragem’. Ou seja, quando a maré sobe, a água enche o reservatório e passa por uma turbina que produz a energia elétrica. A partir do momento em que maré começa a descer, o reservatório se esvazia, ao sair a água, passa novamente pela turbina, pelo sentido contrário, desta forma produz novamente a energia elétrica. Para ter geração de energia, é necessário ter diferença de níveis, observe que nas marés baixas e altas, quando estão no ponto máximo, não há desnível e, portanto, não há produção de energia.
Energia cinética
Este tipo de aproveitamento é basicamente a exploração da energia cinética, ou seja, a energia proveniente do movimento das marés, neste caso associados às massas de água movidas pelas correntes marítimas. De uma forma geral, a técnica utilizada pode ser comparada à energia eólica, praticamente com os mesmos princípios de funcionamento, porém submarina, utilizando a água para serem movidas.
De modo geral, a energia a partir das marés apresenta algumas vantagens e desvantagens, como:
Vantagens
Existe a frequência e previsibilidade da ocorrência das marés, com isso torna-se mais fácil de garantir o aproveitamento das marés para geração de energia;
É uma fonte inesgotável de energia, ou seja, é renovável;
Pode ser considerada confiável;
É uma fonte de energia não poluente.
Desvantagens
Possui um custo de instalação elevado;
A energia só é produzida enquanto existir um desnível entre os níveis da água que se encontram nas partes superior e inferior do muro da barragem;
As instalações das centrais para a produção de eletricidade só podem ocorrer em locais que apresentem as características necessárias e que possuam o desnível entre marés bastante elevado;
A construção da estrutura pode gerar impactos ambientais devido à criação de lagos formados pelas águas do mar.
Esses aspectos são de grande relevância para compreensão do potencial energético das marés, mas sua exploração apresenta custos elevados, por isso é pouco utilizada.
Energia Nuclear
A energia nuclear não está baseada na queima dos combustíveis fósseis, como acontece com algumas das fontes de energia, como por exemplo, o carvão. O uso dela para a produção de eletricidade foi o resultado do desenvolvimento de reatores nucleares11 durante e após a Segunda Guerra Mundial (1939-1945) (GOLDEMBERG; LUCON, 2008).
Para a produção da energia nuclear, é utilizado o minério de urânio, que pode ser encontrado em seu estado natural nas rochas da camada mais externa da Terra (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2008). Deste minério, remove-se o átomo de urânio 235 que é utilizado na geração de energia nuclear.
Para se obter a eletricidade, é necessária a colisão de um nêutron com o átomo de urânio (que absorve o nêutron). O núcleo desse átomo é levado a um nível de energia acima do normal, ou seja, fica excitado. Esse átomo tende, então, a se fragmentar, no processo chamado “Fissão Nuclear”. A energia que o mantinha junto é liberada, na maior parte, em forma de calor, ou seja, energia térmica. Além da energia, a cada átomo que sofre fissão, são liberados dois ou três novos nêutrons, os quais colidirão com outros átomos, produzindo mais fissões e mais nêutrons, uma verdadeira reação em cadeia. O urânio tem um potencial muito grande de produção de energia. Um quilo de urânio, ou 3.000 toneladas de carvão ou 14.000 barris de petróleo, são as quantidades equivalentes para gerar uma mesma quantidade de energia (HINRICHS; KLEINBACH, 2009).
A obtenção do combustível utilizado para a energia nuclear não ocorre apenas pela extração do urânio, mas também existem fontes secundárias para aquisição de energia nuclear, como por exemplo, material adquirido com a desativação de artefatos bélicos.
Atualmente, existe um interesse em expandir a geração de energia elétrica a partir da nuclear, com o aumento no número de países que pretendem ou já estão aderindo a essa tecnologia, além dos países que estão ampliando os polos nucleares já existentes (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2008). No Brasil, existem atualmente duas usinas nucleares, Angra I e Angra II, localizadas em Angra dos Reis, no Rio de Janeiro.
A geração de energia nuclear é uma das fontes geradoras de energia menos agressivas ao meio ambiente. Porém os maiores riscos estão relacionados aos casos de acidentes. Além disso, os problemas das usinas nucleares, mencionados na literatura, são os impactos socioambientais causados durante sua construção e operação, pois se referem à cadeia produtiva do urânio, o que inclui desde sua extração até a destinação final dos resíduos derivados da usina, que apresentam radioatividade.
Observe, a seguir, as vantagens e desvantagens da implantação deste tipo de geração de energia.
Vantagens:
Reduz a utilização dos combustíveis fósseis;
É a forma mais barata de produzir energia elétrica;
Não emite gases poluentes.
Desvantagens:
Altos custos de manutenção e segurança;
O tratamento de resíduos é muito elevado e não garante a segurança a longo prazo;
Um acidente pode provocar consequências humanas e materiais incalculáveis;
A água usada, na refrigeração do reator, é lançada para os rios ou para o mar a altas temperaturas, afetando os ecossistemas.
Biomassa
A energia de biomassa é a energia derivada da matéria viva orgânica, de origem animal ou vegetal, que pode ser utilizada na produção de eletricidade (MILLER JR., 2007). Há três tipos principais de biomassa: resíduos agrícolas e florestais; resíduos sólidos e o gás dos aterros. Estas formas de biomassa podem ser utilizadascomo combustível de três formas: “combustíveis sólidos (ex.: lascas de madeira); combustíveis líquidos (ex.: através da ação química ou biológica sobre a biomassa sólida e/ou da conversão de açúcares vegetais em metanol e etanol); e combustíveis gasosos (ex.: os produzidos por meio de elevação de temperatura e pressão) ”. (HINRICHS; KLEINBACH, 2009).
A biomassa é utilizada na produção de energia a partir de processos como a combustão do material orgânico produzido e acumulado em um ecossistema, ou seja, para captar a energia desses materiais orgânicos, é necessário provocar a combustão.
Existem alguns materiais utilizados como fontes de energia que apresentam um considerável potencial energético, como por exemplo:
A madeira, incluindo seus resíduos;
Os resíduos provenientes da agricultura e da pecuária;
Os resíduos sólidos e os resíduos dos animais;
Os resíduos da produção alimentar;
As plantas aquáticas.
Ainda podemos observar alguns produtos que podem servir de matéria-prima na produção de biomassa, como: lenha; bagaço de cana-de-açúcar; pó de serra; papéis usados; galhos e folhas; embalagens de papelão; casca de arroz, entre outros.
Dessa forma, destacamos quais as vantagens e desvantagens atribuídas à escolha de implantar um sistema de geração de energia a partir da biomassa, observe.
Vantagens da utilização da biomassa:
É uma fonte de energia renovável, limpa e abundante;
Contribui positivamente para a economia, apresenta baixo custo e possui menos desperdício de matéria;
Possibilita a existência de mais postos de trabalho;
Fácil armazenamento, troca e transporte.
Desvantagens da utilização da biomassa:
Para aumentar o uso da biomassa, seria necessário criar culturas agrícolas apenas com a finalidade de uso para energia;
Pode gerar impacto ambiental, moderado ou alto;
A combustão de biomassa produz toneladas de dióxido de carbono todos os anos, aumentando a produção desse gás poluente;
Pode acentuar o desmatamento das florestas, para o aproveitamento das plantas e resíduos de animais para a produção da biomassa.
Geotérmica
A energia geotérmica aproveita o calor que está contido em alguns depósitos naturais, como nas rochas subterrâneas e fluidos originados do interior da Terra, em forma de vapor úmido, seco e água quente (HINRICHS; KLEINBACH, 2009). Algumas manifestações visíveis desta fonte de energia são através dos gêiseres20, das nascentes de água quente e dos vulcões.
Essa fonte de energia pode ser utilizada para aquecimento do ambiente, na produção industrial, na geração de eletricidade, até mesmo na medicina é bastante utilizada. Para explorar esses depósitos, devem ser feitas perfurações de poços e a condução para turbinas. A energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através do gerador (HINRICHS; KLEINBACH, 2009). Apesar da grande quantidade de energia térmica dentro da Terra, essa fonte alternativa de energia não é infinita, seus recursos, se explorados de forma inadequada, podem ser esgotados.
A particularidade destas fontes alternativas é que não é necessário queimar um combustível para produzir a eletricidade. Existe energia geotérmica limitada em todo o globo terrestre, porém só aproveitada efetivamente nos locais onde as temperaturas são elevadas próximo da superfície. Em alguns países de baixa temperatura e que apresentam condições para aplicação da energia geotérmica, estes a utilizam diretamente para o aquecimento das suas residências.
Vantagens:
Não produz poluição no ar nem na água;
Não emissão de CO2;
Grande eficiência.
Desvantagens:
Os custos iniciais são elevados;
Fontes esgotáveis de energia;
Emissão de amônia, gás sulfídrico e até de material radioativo;
Lançamento de compostos tóxicos em rios;
Produz um cheiro ruim e ruído nos locais de exploração ou de saída natural;
Os custos de manutenção, devido à corrosão, são elevados.
DISCUSSÕES E CONCLUSÕES
Ao longo do texto podemos observar algumas vantagens e desvantagens da utilização de algumas das energias aplicadas em alternativa àquelas de origem fóssil.
Devemos ainda estar atentos também à questão energética, pois se trata de um tema bastante debatido na atualidade uma vez que a demanda energética tem aumentado e as fontes precisam atender a esta crescente demanda, respeitando às limitações dos recursos naturais renováveis e não-renováveis e, principalmente, à questão ambiental
REFERÊNCIAS
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BRAGA, B. et al. Introdução à engenharia ambiental: o desafio do desenvolvimento sustentável. 2. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006.
CORDANI, U. G. O planeta Terra e suas origens. In: TEIXEIRA, W. et al. (Org.). Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568 p.
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GOLDEMBERG, José; LUCON, Oswaldo dos Santos. Energia, meio ambiente e desenvolvimento. 3. ed. São Paulo: EDUSP, 2008.
HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Cengage Learning, 2009.
MILLER JR., G. T. Ciência ambiental. São Paulo: Thomson Learning, 2007.
PETROBRAS. 10 perguntas para você entender o pré-sal. Rio de Janeiro, 2009. Disponível em: <http://www.petrobras.com.br/minisite/presal/pt/perguntas-respostas/>. Acesso em: 24 mai. 2014.
SANTOS, M. G. R. S.; MOTHÉ, C. G. Fontes alternativas de energia. Revista Analytica, São Paulo, n. 32, dez. 2007/jan. 2008.