Aula 9 Fontes de Energia

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FONTES DE ENERGIA
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Fontes
Convencionais
É utilizado para designar aquelas as tecnologias 
de conservação de uma forma de energia em 
outra, que se apresentam desenvolvidas e 
economicamente viável, sendo utilizadas na 
produção de energia para o consumo viável. 
Fontes
Não-
convencionais
São aquelas cujas tecnologias podem estar ou 
não completamente desenvolvidas, e que 
apresentam problemas de aceitação dos custos.
A renovabilidade de uma fonte é medida em relação à escala
temporal do ser humano.
Renovável Uma fonte será considerada renovável se ela puder 
ser reabastecida, ou se desenvolver, ou simplesmente 
existir dentro de um intervalo de tempo significativo 
para as pessoas. Ex.: comida, madeira, água, etc.
Não-
renovável
Uma fonte será considerada não-renovável se sua 
formação for tão lenta ou sua existência tão curta a 
ponto de se tornar esgotáveis num intervalo de tempo 
comparável à existência humana. Ex.: carvão mineral, 
petróleo, combustíveis nucleares, etc.
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Fontes renováveis
Fontes de energia inesgotáveis ou que podem ser repostas a curto ou médio 
prazo, espontaneamente ou por intervenção humana.
Estas fontes encontram-se já em difusão em todo o mundo e a sua importância 
tem vindo a aumentar ao longo dos anos representando uma parte considerável 
da produção de energia mundial.
Fontes de energia não renováveis
Actualmente, a procura de energia assenta fundamentalmente nas fontes de 
energia não renováveis, as quais têm tecnologia difundida, mas possuem um 
elevado impacte ambiental.
Importa inverter esta tendência, tornando o seu consumo mais eficiente e 
substituindo-o gradualmente por energias renováveis limpas.
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Nas ultimas décadas, a taxa de energia consumida pela sociedade
aumentou bastante. Quase todos os aspectos da civilização
moderna estão ligados ao uso de energia. Só como referencia
metade da energia total produzida pelo ser humano foi consumida
durante os últimos 100 anos. Conseqüentemente, o fornecimento
de energia tornou-se uma das preocupações primárias da
sociedade. O consumo de energia pelo ser humano nos seus
diversos estágios de evolução pode ser visto no quadro abaixo.
Alimentação Usos 
domésticos
Indústria e 
agricultura
Transporte
Homem primitivo 
(África Oriental 
1.000.000 AC)
2
Homem nômade
(Europa 100.000 AC)
3 2
Agricultura primitiva
(5.000 AC)
4 4 4
Agricultura
avançada (1.400 AC)
6 12 7 1
Homem Industrial
(Inglaterra – 1875)
7 32 24 14
Atualidade (EUA) 10 68 91 83
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De modo geral, o consumo de energia esta diretamente ligado ao
grau de industrialização do pais. Por exemplo, comparando-se a
Alemanha e a França, que possuem aproximadamente o mesmo
PIB per capita, pode-se ver que a Alemanha consome cerca de 50%
a mais de industrialização que a França, fato que se deve
essencialmente à diferença de nível de industrialização entre elas.
Os estados Unidos, sendo o pais mais industrializado, consomem
cerca de um terço da energia total produzida no mundo, enquanto
que a sua produção é de aproximadamente 6% da mundial.
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SOL – A FONTE PRIMÁRIA DE ENERGIA DA TERRA.
A principal fonte de energia da Terra é o Sol, responsável por mais
de 99% do seu balanço energético. A figura abaixo esquematiza o
papel da energia solar em vários processos da natureza,
comparado com o das outras fontes de energia. Da energia solar
incidente decorrem os combustíveis fósseis e vegetais, a biomassa,
as energias hidráulica e eólica, etc.
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O Sol, como as demais estrelas, é extremamente quente. A
temperatura em sua superfície é da ordem de 6.000 K e chega a
aproximadamente 2 X 107 K da região central. A essa temperatura,
a matéria solar não é mais constituída de átomos, mas de núcleos
e elétrons separados, num estado chamado plasma. Nessas
condições, não ocorrem mais reações químicas, como a
combustão, mas somente reações nucleares.
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Cerca de 30% a 35% da energia solar incidente é diretamente
refletida e espalhada de volta ao espaço, na forma de radiação
ultravioleta. Aproximadamente 47% dela é absorvida pela
atmosfera, pela superfície terrestre e pelos oceanos, e convertida
em calor determinando a temperatura ambiente. Outros 23% são
consumidos na evaporação, convecção, precipitação e circulação
superficial da água, formando o ciclo hídrico. Por fim uma fração
minúscula, cerca de 0.02%, é Absorvida pela clorofila das plantas e
de alguns microorganismos, iniciando o processo de fotossíntese
que, em ultima análise, é a base energética do mundo vivo.
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ENERGIA SOLAR
A existência da vida e a produção de energia na Terra dependem
quase exclusivamente do Sol. Enquanto que os alimentos são o
resultado da conversão da energia solar pela fotossíntese, os
combustíveis fósseis constituem energia solar armazenada durante
centenas de anos. Esses são aproveitamentos indiretos de
energia solar. Seu aproveitamento direto, em relação a outras
fontes era muito pequeno, até recentemente, quando a
conscientização do fim dos combustíveis deu impulso à procura de
outras fontes de energia.
Vantagens da energia solar:
•A sua renovabilidade é quase infinita, podendo ser utilizada
durante bilhões de anos.
•Baixo impacto ambiental.
•Pode ser aplicada regionalmente, diminuindo a necessidade de
transporte através de grandes distâncias.
O aproveitamento direto da energia solar pode ser feito de duas
maneiras: como fontes luminosas e de calor para a produção
direta de eletricidade. O uso indireto é através da biomassa, do
vento, das mares, dos gradientes de temperatura da água dos
oceanos, dos combustíveis vegetais e fósseis.
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ENERGIA HIDRÁULICA
Uma fonte tradicional de energia é a água, tanto a proveniente de
rios, lagos e cachoeiras, como a do mar. A potencialidade da água
para fins de irrigação, fazendo uso de desníveis naturais já era
conhecida dos povos primitivos.
A maneira mais comum de converter energia hidráulica em
mecânica é através da roda de água.
http://2.bp.blogspot.com/_gmG8J5lIj2E/TNna32dARqI/AAAAAAAAAAY/d8tSOosr6dk/s1600/hidrica10.gif
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A conversão de energia hidráulica em elétrica é feita em duas 
etapas: a primeira, a energia hidráulica é convertida em energia 
mecânica rotacional da turbina, e na segunda, ocorre a 
conversão mecanoelétrica, isto é, essa energia mecânica é 
convertida em energia elétrica.
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Capacidade instalada em usinas hidrelétricas no mundo
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A energia das águas
Quantidade de energia gerada anualmente pela água, por região em 1999 (em 
milhões de toneladas do equivalente em petróleo)
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http://3.bp.blogspot.com/_jT1ni0nQwD0/TMxDdki1w9I/AAAAAAAAACM/xMd3g416dg0/s1600/en.+hidrlet+no+Brasil.JPG
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ENERGIA DE COMBUSTÍVEIS
Combustão é a reação em que átomos de um material se
combinam quimicamente com átomos de oxigênio do ar, ou seja, é
a queima de material. Essa reação é exotérmica, isto é, há
liberação de energia, principalmente na forma de luz e calor. Essa
energia liberada pode ser aproveitada para aquecimento,
cozimento, produção de energia elétrica, movimentação de meios
de locomoção, etc. Os combustíveis, materiais que são passíveis
de ser queimados, podem ser vegetais ou fósseis.
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Combustíveis
vegetais
Ex.: a lenha, o carvão vegetal e as plantas
constituem fontes de energia tradicional.
Combustíveis
fósseis
Os combustíveis fósseis se formaram há centenas
de milhões de anos, originando-se da
decomposição incompleta de materiais orgânicos
como plantas, pequenos animais, etc.
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FONTES NÃO-CONVENCIONAIS DE ENERGIA
Devido ao consumo crescente, pela sociedade moderna, de energia
essencialmente baseada no petróleo, que é um combustível
esgotável, tornou-se necessária aprocura de fontes alternativas, de
energia não-convencionais das quais se destacam: a geotérmica, a
nuclear, a solar, a eólica, as provenientes da biomassa, das mares,
do xisto etc.
ENERGIA GEOTÉRMICA
A energia geotérmica já era utilizada na Grécia antiga, no Império
romano, na Babilônia e no Japão, para fins medicinais, nas
termas de água quente. Em 1904, foi construída a primeira usina
geotérmica em Larderello, na Itália, que hoje produz eletricidade
com potencia de 424 MW. Em 1958, uma segunda usina foi posta
em funcionamento em Wairakei, na Nova Zelândia. Em 1960, o
complexo dos Geysers, ao norte da Califórnia, foi colocado em
funcionamento comercial, fornecendo hoje 516 MW de energia
elétrica para os moradores de São Francisco.
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ENERGIA NUCLEAR
A energia nuclear é, provavelmente, a forma mais concentrada de
energia disponível à humanidade. Essa energia pode ser liberada
em processos de fissão (ruptura de núcleos pesados) e de fusão
(fusão de núcleos leves para formar núcleos pesados).
O desenvolvimento da energia nuclear de fissão começou em
1940 e culminou com a primeira explosão nuclear em Alamogordo,
no Novo México, em junho de 1945. A energia gerada pela fissão
ou fusão nuclear é utilizada para aquecer um fluido para produzir
energia mecânica que, por sua vez, seria convertida em energia
elétrica. Desse modo, o combustível nuclear desempenha o
mesmo papel que os combustíveis fósseis nas usinas
termoelétricas.
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ENERGIA EÓLICA
Uma grande quantidade de energia de potencial está contida no
movimento do ar na forma de vento. Os persas e os chineses
desenvolveram os primeiros moinhos de vento alguns séculos AC,
e alguns desses ainda estão em funcionamento. As velas e os
moinhos persas giravam em torno de um eixo vertical, da mesma
maneira que um carrossel.
O cata-vento converte a energia dos ventos em energia de
rotação da pás, e essa energia mecânica é transformada em
outros tipos de energia de diversas maneiras dependendo da
utilização. Esses engenhos são empregados para extrair água
dos poços, na irrigação, em moinhos de cereais, na produção de
energia elétrica, para mover máquinas têxteis, etc.
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Segundo relatório da ONU, 348 
exajoules de energia foram 
produzidos no mundo em 1994. 
Os combustíveis fósseis respondem 
por quase 90% da energia gerada 
no mundo, mas a exploração das 
fontes renováveis tem crescido nos 
últimos anos. Além de contar com 
recursos sempre disponíveis no 
meio ambientem, a produção de 
energia a partir das fontes 
renováveis provoca danos 
ambientais bem menores.
As reservas naturais não renováveis 
devem durar, em média, mais 113 
anos.
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Fonte
Não-renovável
Obtenção Uso Vantagens Desvantagens
Petróleo
Resulta de reações 
químicas em fósseis 
depositados 
principalmente no 
fundo do mar. É 
extraído de reservas 
marítimas ou 
continentais
Produção de 
energia elétrica; 
matéria-prima da 
gasolina, do diesel e 
de produtos como o 
plástico, borracha 
sintética, cera, tinta, 
gás e asfalto.
Domínio da 
tecnologia para 
sua exploração e 
refino; facilidade 
de transporte e 
distribuição.
polui a 
atmosfera com a 
liberação de 
dióxido de 
carbono, 
colaborando 
para o efeito 
estufa.
Nuclear
Reatores nucleares 
produzem energia 
térmica por fissão 
(quebra) de átomos de 
urânio. Essa energia 
aciona um gerador 
elétrico.
Produção de 
energia elétrica; 
fabricação de 
bomba atômica.
A usina pode ser 
instalada em 
locais próximos 
de centros de 
consumo; não 
emite poluentes 
que contribuam 
para o efeito 
estufa.
Não é 
tecnologia para 
tratar lixo 
nuclear; a 
construção de 
usinas é cara e 
demorada; 
existe risco de 
contaminação 
nuclear.
Carvão mineral
Resulta da 
transformação química 
de grandes florestas 
soterradas. É extraído 
de minas localizadas 
em bacias 
sedimentares.
Produção de 
energia elétrica; 
aquecimento, 
matéria-prima de 
fertilizante.
Domínio de 
tecnologia para 
seu 
aproveitamento; 
facilidade de 
transporte e 
distribuição.
Libera poluentes 
como dióxido de 
carbono e 
óxidos de 
nitrogênio; 
contribui para a 
chuva ácida.
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Fonte
Não-
renovável
Obtenção Uso Vantagens Desvantagens
Gás
natural
Ocorre na natureza 
associado ou não ao 
petróleo. A pressão 
existente nas reservas 
impulsiona o gás para 
a superfície, onde é 
coletado em 
tubulações.
Aquecimento; 
combustível para 
geração de 
eletricidade, 
veículos, caldeiras 
e fornos; matéria-
prima de derivados 
da indústria 
petroquímica.
Não emite 
poluentes; pode 
ser utilizado nas 
formas gasosa e 
líquida; existe 
grande número de 
reservas.
A construção de 
gasodutos e 
metaneiros (navios 
especiais) para o 
transporte e a 
distribuição requer 
alto investimento.
Renovável
hidre-
letricidade
A energia liberada 
pela queda de água 
represada move uma 
turbina que aciona 
um gerador elétrico.
Produção de 
energia elétrica.
Não emite 
poluentes; a 
produção é 
controlada; não 
interfere no efeito 
estufa.
Inundação de 
grandes áreas e 
deslocamento de 
população residente; 
a construção das 
usinas é cara e 
demorada.
Eólica
O movimento dos 
ventos é captado por 
pás de hélices 
gigantes ligadas a 
uma turbina que 
acionam um gerador 
elétrico.
Produção de 
energia elétrica; 
movimentação de 
moinhos.
Grande potencial 
para geração de 
energia elétrica; 
não interfere no 
efeito estufa; não 
ocupa áreas de 
produção de 
alimentos.
Exige investimentos 
para a transmissão 
da energia; produz 
poluição sonora; 
interfere em 
transmissões de 
rádio e TV.
Fonte
Não-renovável
Obtenção Uso Vantagens Desvantagens
Solar
Lâminas recobertas 
com material 
semicondutor, como o 
silício, são expostas ao 
Sol. A luz excita os 
elétrons do silício, que 
formam uma corrente 
elétrica.
Produção de 
energia elétrica; 
aquecimento.
Não é poluente; 
não interfere no 
efeito estufa; não 
precisa de 
turbinas nem 
geradores para a 
produção da 
energia elétrica.
Exige alto 
investimento 
para o seu 
aproveitamento.
Biomassa
A matéria orgânica é 
decomposta em 
caldeira ou biodigestor. 
O processo gera gás e 
vapor, que acionam 
uma turbina e movem 
um gerador elétrico.
Aquecimento; 
produção d energia 
elétrica e de biogás 
(metano).
Não interfere no 
efeito estufa (o 
gás carbônico 
liberado durante 
a queima é 
absorvido depois 
no ciclo de 
produção).
Exige alto 
investimento 
em seu 
aproveitamento
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ESTUDO DIRIGIDO
1) Como são classificados os tipos de fontes de energia segundo a 
tecnologia de conservação? Defina cada uma delas.
2) Como são classificados os tipos de fontes de energia segundo a 
capacidade de renovação? Defina cada uma delas.
3) Como esta a taxa de consumo de energia na sociedade moderna?
4) O consumo de energia pelo ser humano pode definir o grau de evolução 
do mesmo?
5) Qual é a principal fonte de energia do planeta Terra? Por quê?
6) Quais são as principais características do Sol?
7) Defina o que é energia hidráulica e como é feita a sua conversão para 
energia elétrica.
8) O que é combustão?
9) Como são divididos os tipos de combustíveis materiais passiveis de ser 
queimado? Defina cada uma deles.
10) O que é energia geotérmica?
11) O que é energia nuclear?
12) O que é energia solar?
13) Quais são as vantagens da energia solar?
14) O que é energia eólica?
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Choque do Fóton na Clorofila
Células Fotossintetizadoras - CF
A energia é absorvida por 1 dos elétrons da molécula.
Produz carboidrato. Energia Potencial. Armazena ATP
Próximo as CF há os citocromos que contem Ferro e proteínas.
O citocromo captura 1 elétron energético que pertencia a molécula de 
clorofila, retém parte desta energia e transfere parte desta energia p/ 
outro citocromo 
Energia Luminosa - Fóton
Animal se alimenta da Planta.
Alimento + oxigênio (Respiração)
Produzindo dióxido de carbono.Energia transforma ADP em ATP
Digestão – moléculas de proteína são desfeitas CO2 e H2O – energia 
liberada é transformada em calor e parte nos processos que requerem 
energia.
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Figura 1 - Atividades do corpo precisam de ATP
marítimas ou 
continentais
sintética, cera, tinta, 
gás e asfalto.
distribuição. para o efeito 
estufa.
Nuclear
Reatores nucleares 
produzem energia 
térmica por fissão 
(quebra) de átomos de 
urânio. Essa energia 
aciona um gerador 
elétrico.
Produção de 
energia elétrica; 
fabricação de 
bomba atômica.
A usina pode ser 
instalada em 
locais próximos 
de centros de 
consumo; não 
emite poluentes 
que contribuam 
para o efeito 
estufa.
Não é 
tecnologia para 
tratar lixo 
nuclear; a 
construção de 
usinas é cara e 
demorada; 
existe risco de 
contaminação 
nuclear.
Carvão mineral
Resulta da 
transformação química 
de grandes florestas 
soterradas. É extraído 
de minas localizadas 
em bacias 
sedimentares.
Produção de 
energia elétrica; 
aquecimento, 
matéria-prima de 
fertilizante.
Domínio de 
tecnologia para 
seu 
aproveitamento; 
facilidade de 
transporte e 
distribuição.
Libera poluentes 
como dióxido de 
carbono e 
óxidos de 
nitrogênio; 
contribui para a 
chuva ácida.
Gás
natural
Ocorre na natureza 
associado ou não ao 
petróleo. A pressão 
existente nas reservas 
impulsiona o gás para 
a superfície, onde é 
coletado em 
tubulações.
Aquecimento; 
combustível para 
geração de 
eletricidade, 
veículos, caldeiras e 
fornos; matéria-
prima de derivados 
da indústria 
petroquímica.
Não emite 
poluentes; pode 
ser utilizado nas 
formas gasosa e 
líquida; existe 
grande número 
de reservas.
A construção de 
gasodutos e 
metaneiros 
(navios 
especiais) para o 
transporte e a 
distribuição 
requer alto 
investimento.