FONTES DE ENERGIAS ALTENATIVAS

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Fontes Alternativas de Energia 
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Fontes Alternativas 
de Energia 
Paulo César Oliveira Carvalho 
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Fontes Alternativas de Energia 
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DIREÇÃO SUPERIOR 
Chanceler Joaquim de Oliveira 
Reitora Marlene Salgado de Oliveira 
Presidente da Mantenedora Wellington Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor de Planejamento e Finanças Wellington Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor de Organização e Desenvolvimento Jefferson Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor Administrativo Wallace Salgado de Oliveira 
Pró-Reitora Acadêmica Jaina dos Santos Mello Ferreira 
Pró-Reitor de Extensão Manuel de Souza Esteves 
 
DEPARTAMENTO DE ENSINO A DISTÂNCIA 
Gerência Nacional do EAD Bruno Mello Ferreira 
Gestor Acadêmico Diogo Pereira da Silva 
 
FICHA TÉCNICA 
Texto: Paulo César Oliveira Carvalho 
Revisão Ortográfica: Rafael Dias de Carvalho Moraes 
Projeto Gráfico e Editoração, Antonia Machado, Eduardo Bordoni, Fabrício Ramos e Victor Narciso 
Supervisão de Materiais Instrucionais: Antonia Machado 
Ilustração: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos 
Capa: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos 
 
COORDENAÇÃO GERAL: 
Departamento de Ensino a Distância 
Rua Marechal Deodoro 217, Centro, Niterói, RJ, CEP 24020-420 www.universo.edu.br 
 
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universo – Campus Niterói 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bibliotecária: ELIZABETH FRANCO MARTINS – CRB 7/4990 
 
Informamos que é de única e exclusiva responsabilidade do autor a originalidade desta obra, não se r esponsabilizando a ASOEC 
pelo conteúdo do texto formulado. 
© Departamento de Ensi no a Dist ância - Universidade Salgado de Oliveira 
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, arquivada ou transmitida de nenhuma forma 
ou por nenhum meio sem permissão expressa e por escrito da Associação Salgado de Oliveira de Educação e Cultura, mantenedora 
da Univer sidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO). 
 
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Palavra da Reitora 
 
Acompanhando as necessidades de um mundo cada vez mais complexo 
exigente e necessitado de aprendizagem contínua, a Universidade Salgado de 
Oliveira (UNIVERSO) apresenta a UNIVERSO Virtual, que reúne os diferentes 
segmentos do ensino a distância na universidade. Nosso programa foi 
desenvolvido segundo as diretrizes do MEC e baseado em experiências do gênero 
bem-sucedidas mundialmente. 
São inúmeras as vantagens de se estudar a distância e somente por meio 
dessa modalidade de ensino são sanadas as dificuldades de tempo e espaço 
presentes nos dias de hoje. O aluno tem a possibilidade de administrar seu próprio 
tempo e gerenciar seu estudo de acordo com sua disponibilidade, tornando-se 
responsável pela própria aprendizagem. 
O ensino a distância complementa os estudos presenciais à medida que 
permite que alunos e professores, fisicamente distanciados, possam estar a todo 
momento ligados por ferramentas de interação presentes na Internet através de 
nossa plataforma. 
Além disso, nosso material didático foi desenvolvido por professores 
especializados nessa modalidade de ensino, em que a clareza e objetividade são 
fundamentais para a perfeita compreensão dos conteúdos. 
A UNIVERSO tem uma história de sucesso no que diz respeito à educação a 
distância. Nossa experiência nos remete ao final da década de 80, com o bem-
sucedido projeto Novo Saber. Hoje, oferece uma estrutura em constante processo 
de atualização, ampliando as possibilidades de acesso a cursos de atualização, 
graduação ou pós-graduação. 
Reafirmando seu compromisso com a excelência no ensino e compartilhando 
as novas tendências em educação, a UNIVERSO convida seu alunado a conhecer o 
programa e usufruir das vantagens que o estudar a distância proporciona. 
Seja bem-vindo à UNIVERSO Virtual! 
Professora Marlene Salgado de Oliveira 
Reitora. 
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Sumário 
 
 
Apresentação da disciplina ................................................................................................ 7 
Plano da disciplina .............................................................................................................. 9 
Unidade 1 – Oferta de Energia no Brasil e no Mundo.................................................... 11 
Unidade 2 – Formas de conversão de energia............................................................. 33 
Unidade 3 – Tipos de combustíveis................................................................................ 56 
Unidade 4 – Ciclos principais dos motores térmicos ................................................. 73 
Unidade 5 – Energia Solar e Eólica (uma realidade). .................................................. 97 
Unidade 6 – Energia nuclear e outras formas de Energia. ........................................ 123 
Considerações finais ......................................................................................................... 143 
Conhecendo o autor ......................................................................................................... 145 
Referências .......................................................................................................................... 147 
Anexos.................................................................................................................................. 149 
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Apresentação da Disciplina 
 
 
Caros alunos, 
O Brasil é hoje o país que mais se destaca quando se trata de fontes de energia 
renováveis, devido a alta capacidade de transformar energia limpa através de 
fontes alternativas. Podemos dizer que as Fontes de Energia renováveis no Brasil 
representam aproximadamente quase 90% de toda energia produzida 
internamente, de acordo com o Balanço Energético Nacional, realizado pela EPE 
(Empresa de Pesquisa Energética), divulgado no ano de 2009. 
Esta temática se tornou preponderante após a década de 70, quando o 
mercado do Petróleo teve um considerável aumento. A partir deste fato, o Brasil 
iniciou um projeto de pesquisa e desenvolvimento de fontes alternativas para a 
geração de energia. Pela vegetação nativa típica e em abundância ser 
principalmente a cana-de-açúcar, o Etanol foi uma das primeiras fontes a serem 
exploradas. 
No ano de 2009, foi realizado o Primeiro Leilão de Energia Eólica, com a 
intenção de diversificar a captação deste tipo de energia e no mesmo ano, 
aconteceu uma enorme crise no segmento de Energia no país, pois após um 
grande período de seca, os níveis de rios ficaram baixos e o volume de água era 
insuficiente para abastecer as Barragens Hidroelétricas, por este motivo, o nosso 
governo incentivou ainda mais a pesquisa em fontes de energia renováveis. A 
Associação Brasileira de Energia Eólica considera que o potencial de geração para 
energia eólica do país é de 143 Giga watts. 
Outras fontes de energia renováveis no Brasil são: a Energia Solar, cuja 
primeira Usina foi construída em 2011, no sertão do Ceará, na cidade de Tauá, 
construída para gerar energia para abastecimento comercial no Brasil. A 
capacidade inicial é de 1 Megawatt. 
 
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E outra muito importante, é a Biomassa, recém-descoberta, e que é uma fonte 
de energia limpa, pois polui pouco e ainda utiliza o lixo orgânico, resíduos agrícolas 
e óleo vegetal para a produção de energia, além de bagaço de cana. A energia de 
Biomassa já representa 27% de toda energia produzida do Brasil. O grande 
diferencial desta fonte de energia é o baixo custo de implantação, como também 
seu potencial de benefício tanto para o desenvolvimento quanto para o meio-
ambiente. 
A matriz energética brasileira continua sendo abastecida principalmente por 
usinas hidrelétricas, também consideradas uma fonte de energia renovável, mas 
que nesta década apresenta umacrise devido ao baixo índice pluviométrico em 
várias regiões brasileiras. 
O foco principal desta disciplina é dotar os alunos de conhecimentos de todas 
as fontes alternativas de energia que já existem ou que estão em processo de 
pesquisa e implantação. 
 
Bons estudos! 
 
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Plano da Disciplina 
 
Uma nova etapa se inicia e com ela novas conquistas e novos horizontes. 
Nesta disciplina você terá a oportunidade de conhecer um pouco mais sobre a 
oferta e o consumo de energia por fonte no Brasil e no mundo. Mais adiante são 
discutidas as opções energéticas e os impactos delas nas mudanças climáticas e no 
aquecimento global, provocados pela queima de combustíveis fósseis. Por fim, é 
examinada a importância para o planeta das chamadas fontes alternativas e 
renováveis de energia. 
O conteúdo será abordado na seguinte ordem: 
 
Unidade 1: Oferta de Energia no Brasil e no Mundo 
Os alunos aprenderão, a partir de gráficos, textos e tabelas, a examinar a 
oferta, a distribuição e o consumo de energia no Brasil e no mundo, obtendo um 
panorama do assunto, que pode ser analisado posteriormente para criar propostas 
voltadas para a solução de problemas, como a crise energética no setor 
hidrelétrico. 
Objetivo da Unidade: 
Examinar e comparar Tabelas e Gráficos, com atenção para a natureza das 
fontes de Energia (renováveis e não renováveis) e sua importância para a 
engenharia da produção e a sociedade consumidora. 
 
Unidade 2: Formas de conversão de energia 
Sistema de Conversão de Energia, como por exemplo, o Termomecânico com 
base no ciclo Stirling está a cada dia mais utilizados para aproveitamento de 
energias limpas/renováveis. 
Objetivo da Unidade: 
Compreender as Formas de conversão de energia. Termomecânico, 
eletromecânico. Termoelétrico, Fotovoltaico, Eletroquímico. Viabilizar uma nova 
concepção técnica do dispositivo procurando-se o aumento da eficiência do 
sistema quanto à relação volume do equipamento por produção de potência. 
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Unidade 4: Ciclos principais dos motores térmicos. 
 
Principios e funcionamento dos motores térmicos e suas eficiências e 
rendimentos. 
Objetivo da Unidade: 
Capacitar o aluno a analisar os principais ciclos termodinâmicos e 
equipamentos térmicos utilizados nos sistemas produtivos. 
 
Unidade 5: Energia Solar e Eólica (uma realidade). 
A Energia nossa de cada dia, dependente apenas da nossa generosa Geografia. 
Sempre abundante. 
Objetivos da unidade: 
No fim desta unidade, os estudantes devem ser capazes de: Aplicar os 
conhecimentos adquiridos no concernente à tecnologia de conversão de energia 
térmica em mecânica; Compreender o fenômeno de transformação de energia 
cinética de um gás em energia mecânica em um dispositivo de êmbolo alternativo; 
Entender o funcionamento de Motores de Combustão Externa e Interna; Propor 
melhorias com a finalidade de elevar a eficácia na conversão de energia. 
 
Unidade 6: ENERGIA NUCLEAR e outras formas de Energia. 
A Energia oriunda do átomo. Uma forma de energia compacta e abundante 
que quando liberada pode ser uma bênção ou se tornar maldição. 
Outras formas de Energias Renováveis que se pode conseguir em abundância, mas 
que ainda são pesquisas recentes. 
 
Objetivo da Unidade: 
Compreender os mecanismos e importância energética do átomo e os tipos de 
reações e seus impactos no meio ambiente. Conhecer novos tipos de Energia com 
menor prejuízo ambiental e econômico. 
Bons estudos! 
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Oferta de Energia no 
Brasil e no Mundo 1 
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Nesta unidade, os alunos aprenderão, a partir de gráficos, textos e tabelas, a 
examinar a oferta, a distribuição e o consumo de energia no Brasil e no mundo, 
obtendo um panorama do assunto, que pode ser analisado posteriormente para 
criar propostas voltadas para a solução de problemas, como a crise energética no 
setor hidrelétrico. 
 
Objetivo da unidade: 
Examinar e comparar Tabelas e Gráficos, com atenção para a natureza das 
fontes de Energia (renováveis e não renováveis) e sua importância para a 
engenharia da produção e a sociedade consumidora. 
 
Plano da unidade: 
 Exemplos de fontes alternativas de energia: 
 Importância do uso de fontes alternativas de energia 
 Fontes alternativas de energia no Brasil 
 A Crise de Energia no Brasil 
 Soluções para a crise atual existem. 
 Vantagens e desvantagens da produção de energia em hidrelétricas 
 As alternativas Energéticas precisam ser viáveis 
 Matriz Energética no Brasil e no Mundo 
 Oferta Interna de Energia – Brasil 2007 (%) 
 Oferta Interna de Energia Elétrica, por Fonte (%). 
 
Bons estudos! 
 
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As Energias Alternativas são aquelas surgidas como soluções para diminuir o 
impacto ambiental e para contornar o uso de matéria-prima que normalmente é 
não renovável no caso da energia convencional, como o carvão e petróleo, por 
exemplo. 
Existem algumas delas que já alcançaram grandes avanços e estão bastante 
difundidas. A Energia Solar e a Energia Eólica vêm tomando lugar antes ocupado 
pela energia elétrica convencional com custo menor, e como a vantagens de ser 
grátis, precisando apenas de um investimento inicial. 
 
Exemplos de fontes alternativas de energia: 
 
- Energia eólica - gerada a partir do vento. 
- Energia solar (fotovoltaica) - gerada a partir dos raios solares. 
- Energia geotérmica – obtida a partir do calor contida nas camadas mais 
profundas da terra. 
- Energia mare motriz (das mares) – gerada a partir da energia contida nas 
ondas do mar. 
- Biomassa – obtida a partir de matéria orgânica, principalmente de origem 
vegetal como, por exemplo, cana-de-açúcar. 
- Nuclear - gerada através do processo de fissão do núcleo do átomo de 
urânio enriquecido 
- Biogás – obtido dos gases provenientes da decomposição de resíduos 
orgânicos. 
 
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Importância do uso de fontes alternativas de energia 
 
- Grande parte destas fontes é renovável. Essa é uma grande vantagem, pois, 
como sabemos o petróleo um dia vai acabar e o país que ficar dependente 
desta fonte de energia poderá enfrentar sérios problemas energéticos. 
- Apresentam baixo ou nenhum índice de geração de poluição ambiental. 
- Embora sejam mais caras para implantar o sistema de geração de energia, 
em longo prazo, são capazes de gerar economia. 
- Unidades geradoras podem ser instaladas em áreas de difícil acesso para a 
chegada de fontes tradicionais de energia. 
- Diversificação de fontes de energia alternativa tira do país a dependência 
das fontes tradicionais, que muitas vezes podem ser controladas por 
empresas estrangeiras ou outros países. 
 
Fontes alternativas de energia no Brasil 
 
Infelizmente o Brasil ainda usa pouco as fontes alternativas de energia. Grande 
parte da energia elétrica gerada no Brasil tem como origem as usinas hidrelétricas. 
Esse é um grande problema, pois em casos de crise hídrica (ocasionada por falta de 
chuvas, como ocorreu no início de 2014) pode ocasionar necessidade de 
racionamento de energia, além do aumento do preço. 
 
A Crise de Energia no Brasil 
 
“Apagão” a crise de energia elétrica no Brasil. No Brasil, mais de 90% da 
energia é produzida nas hidrelétricas, que dependem de água em níveis 
adequados em seus reservatórios para gerar energia. A instalação de barragens 
para a construção de usinas iniciou-se no Brasil a partir do final do século XIX, mas 
foi após a Segunda Grande Guerra Mundial (1939-1945) que a adoção de 
hidrelétricas passou a ser relevante na produção de energia brasileira. 
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Apesar de o país apresentar o terceiro maior potencial hidráulico do mundo 
(atrás apenas de Rússia e China), o Brasil importa parte da energia hidrelétrica que 
consome.Isso porque a maior hidrelétrica das Américas e segunda maior do 
mundo, a Usina de Itaipu, não é totalmente brasileira. Por se encontrar na divisa do 
país com o Paraguai, 50% da produção da usina pertence ao país vizinho que, na 
incapacidade de consumir esse montante, vende o excedente para os brasileiros. 
Além do mais, o Brasil também compra energia produzida pelas hidrelétricas 
argentinas de Garabi e Yaceritá. 
Muitos analistas destacam a desnecessidade da importação de energia elétrica 
para completar o abastecimento do país e culpam a falta de investimento, uma vez 
que o país só aproveita 25% do potencial hidráulico existente. Por outro lado, a 
construção de usinas esbarra em questões burocráticas, como o orçamento e 
planejamento administrativo e em questões ambientais, pois a construção de 
barragens para a produção de energia pode causar danos ao meio ambiente. 
A produção de energia elétrica no Brasil é realizada através de dois grandes 
sistemas estruturais integrados: o sistema Sul-Sudeste-Centro-Oeste e o sistema 
Norte-Nordeste, que correspondem, respectivamente, por 70% e 25% da produção 
de energia hidrelétrica no Brasil. 
A partir de 1990, houve uma redução no investimento em construções de 
hidrelétricas no país. Com isso, em 1995, ocorreu um amplo processo de 
privatização do setor elétrico, com a perspectiva de que tal medida proporcionasse 
ampliação de investimentos nesse setor. Entretanto, tais expectativas não foram 
atendidas e as consequências foram os sucessivos apagões e o estabelecimento de 
uma crise energética no Brasil, que culminou no racionamento de energia realizado 
em 2001. 
As causas da crise de eletricidade que enfrentamos têm sido amplamente 
discutidas na imprensa e parecem ser bem compreendidas: a expansão do sistema 
de hidrelétricas – a principal fonte de energia elétrica no Brasil – tem sido feita nas 
últimas décadas em usinas a fio d’água. Isto é, sem reservatórios de água que 
mantenham as usinas em funcionamento mesmo quando não chove durante 
longos períodos de tempo. 
 
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Prevista e anunciada por diversos organismos da sociedade (institutos de 
análise econômico-social, especialistas, partidos políticos, parlamentares), 
especialmente nos últimos dois anos, a eminente crise energética, oficialmente, 
sempre foi negada pelo Governo. “Em 99, o Ministério das Minas e Energia (MME) e 
da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) elaboraram um Plano Emergencial 
de Energia Elétrica, para enfrentar a prevista crise de 2001. Já constava naquele 
documento oficial a inevitável ameaça de racionamento para este ano”, disse o 
especialista em energia Adilson de Oliveira, do Instituto de Economia da 
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). 
A crise não surgiu por acaso e nem a causa pode ser resumida a um só item. 
Esse processo tem como referência histórica a redução de investimentos na 
transmissão, distribuição e conservação de energia elétrica; a dependência do país 
com relação às usinas hidrelétricas, responsáveis pela produção de quase a 
totalidade (mais de 90%) da energia consumida no território nacional; as 
transformações ambientais, incluindo os baixos índices pluviométricos, que 
produziram impactos negativos na matriz energética brasileira; aumento da 
demanda em razão do desenvolvimento de novos empreendimentos nos 
diferentes setores da economia (agricultura, indústria e serviços) associado a um 
aumento de consumo residencial de energia elétrica. 
 
Riscos de déficit de energia maiores do que 5% no antigo sistema. 
Fonte: Plano Decenal de Expansão (2000-2009). 
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Atualmente, os reservatórios das hidrelétricas estão praticamente no mesmo 
nível de 2001 e certamente teríamos um racionamento se não tivessem sido 
instaladas usinas termoelétricas, que usam gás, óleo combustível e até carvão. Sua 
construção foi iniciada no fim do governo Fernando Henrique e o governo 
Lula/Dilma Rousseff deu-lhes andamento. Mas energia gerada por elas é muito 
mais cara do que a das hidrelétricas. Mesmo assim, o risco de racionamento não foi 
afastado, porque todas as termoelétricas disponíveis já foram acionadas e se a seca 
continuar faltará energia. A razão para tal é simples: as alternativas de geração de 
eletricidade disponíveis – que são as usinas eólicas (movidas pela força do vento) e 
as termoelétricas queimando bagaço – não foram estimuladas pelo governo, no 
fundo, por motivos ideológicos. 
 
Soluções para a crise atual existem. 
 
No curto prazo, é preciso remover os obstáculos para que a eletricidade do 
bagaço de cana-de-açúcar possa competir nos leilões da EPE e tomar providências 
para completar a ligação de centrais eólicas ao sistema de transmissão. 
No longo prazo, é preciso reanalisar o planejamento de novas hidrelétricas – 
incluindo reservatórios adequados de água – e acelerar medidas de racionalização 
do uso de eletricidade, que até agora são voluntárias. Não basta, por exemplo, 
etiquetar geladeiras alertando os compradores sobre quais são os modelos mais 
eficientes, é necessário proibir a comercialização das geladeiras com alto consumo 
de energia, como fazem muitos países. 
 
Vantagens e desvantagens da produção de energia em 
hidrelétricas 
 
Existe uma série de vantagens e desvantagens na construção de barragens 
para a geração de energia a partir das hidrelétricas. Dessa forma, cabe ao governo e 
à população do país pesar os pontos positivos e negativos para avaliar a 
necessidade da expansão desse tipo de política energética. 
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Entre as vantagens, podemos citar, primeiramente, que a água é um recurso 
renovável (desde que seja garantida a preservação das nascentes dos rios). Em 
segundo lugar está o fato de que o seu custo é bem inferior ao de outros tipos de 
usinas, como as termelétricas, as eólicas e as nucleares. Além disso, as hidrelétricas 
não acarretam para a geração de poluentes na atmosfera, a exemplo das 
termelétricas. 
Entre as desvantagens, assinala-se o espaço ocupado pelo represamento de 
rios para a construção das barragens (observe a figura a seguir). 
 
 
Barragem em rio para geração de Energia Hidrelétrica. 
 
Esse espaço pode se dar em áreas de reservas florestais, ricas em fauna e flora, 
que contribuem para a manutenção da vida em determinadas áreas. Além disso, a 
área ocupada pode ser habitat de comunidades indígenas e populações 
tradicionais, que veem nesse espaço não somente um local de moradia, mas 
também um espaço afetivo, longe do qual dificilmente irão se adaptar. 
 
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As alternativas Energéticas precisam ser viáveis 
 
Como em toda crise, autoridades, especialistas e até a sociedade discutem as 
possíveis soluções para o setor de energia elétrica no Brasil. São muitas as 
alternativas. Busca-se, no entanto, critérios de viabilidade. 
Ao contrário do que dizem alguns especialistas do setor, há quem considere a 
dependência hidrológica do setor de energia elétrica do Brasil uma vantagem. 
Além do custo de geração mais baixo, o sistema hídrico proporciona 
suprimento de energia mesmo quando não há investimento no setor. As usinas 
termoelétricas, por exemplo, não possuem a maleabilidade das hídricas, o que 
permitiu inclusive “esconder da sociedade a real situação de deterioração das 
reservas e da confiabilidade do sistema”. 
 
Matriz Energética no Brasil e no Mundo 
 
No mundo a matriz energética é composta de petróleo (34,4%), carvão 
(26,0%), gás natural (20,5%), biomassa (2,2%), urânio (6,2%) e renováveis (2,2%). No 
entanto o panorama no Brasil apresenta uma parcela maior para a utilização de 
seus recursos hídricos, embora a sua fonte principal ainda seja o petróleo e seus 
derivados. 
A dependência desta fonte energética é explicada pelo rodoviarismo 
implantado como meio de escoamento dos produtos aquiproduzidos em direção 
ao resto do país e aos portos rumo às exportações. A falta de investimentos por 
parte do governo federal na infraestrutura citada acaba por atrapalhar diretamente 
o crescimento do PIB brasileiro, que foi divulgado esta semana (2,9% em 2006). O 
agro business precisa de formas eficientes de transporte de seus produtos e 
infelizmente, grandes parte dessa produção se perde no meio do caminho. Está 
mais do que provado que o agro business é um negócio que a curto-médio prazo 
atrairia muito capital para o Brasil sem a necessidade de grandes investimentos 
como na indústria, é uma atividade que ainda pode crescer muito. As estradas 
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estão abandonadas, os portos sempre necessitam de trabalhos de dragagem 
(US$7,00/m3 de terra retirada do leito do porto) e o transporte fluvial é quase 
inexistente. O governo atua como subsidiador do Diesel, mas não basta para se 
manter essa estrutura. 
 
O gráfico abaixo mostra os percentuais de participação de energia renovável 
no mundo. 
 
 
 
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Oferta Interna de Energia – Brasil 2007 (%) 
 
A Oferta Interna de Energia (OIE) – energia necessária para mover a economia - 
cresceu 3% até setembro de 2014 na comparação com o mesmo período do ano 
anterior. O dado consta no Boletim Mensal de Energia (setembro de 2014), 
publicação da Secretaria de Planejamento e Desenvolvimento Energético do 
Ministério de Minas e Energia (MME). Ao final daquele ano, a taxa de crescimento 
da OIE foi de 2,8%, fundamentada em altos desempenhos do uso de energia no 
transporte de veículos leves, do consumo residencial e comercial de energia 
elétrica e da produção de celulose; e em baixos desempenhos da geração 
hidráulica, do setor sucroalcooleiro e das commodities de exportação. 
O consumo de energia elétrica residencial apresenta taxa de crescimento de 
5,9% no acumulado de 2014, e o consumo comercial de 7,8%. 
Já o consumo industrial acumula taxa negativa de 3%, esta influenciada por 
forte retração na produção de alumínio. O consumo total de energia elétrica 
apresentou crescimento de 2,5% em setembro. As taxas de crescimento da 
produção de petróleo e de gás natural reduziram a dependência externa de 
energia de 14% em 2013 para um pouco menos de 13% em 2014. 
Nos veículos leves do Ciclo Otto, movidos por gasolina, etanol e gás natural, a 
demanda de combustíveis apresenta aumento de 6,6% até setembro, superior ao 
aumento verificado em todo o ano de 2013, de 6,1%, mas inferior ao indicador de 
2012, de 8,7%. 
O ano de 2015 iniciou com a expectativa de que a demanda total de energia 
do Brasil pudesse ter uma expansão próxima de 2% ao longo dos seus doze meses. 
Atualmente, as expectativas já são bem diferentes, indicando que poderá haver 
recuo de mais de 1% na demanda de energia no ano. Os vetores de inversão dos 
rumos são as altas contínuas dos juros, da inflação, do desemprego e dos preços 
administrados. Os indicadores econômicos e energéticos, até o mês de agosto, 
mostram que a Oferta Interna de Energia (OIE) recuou 0,5%. A Oferta Interna de 
Energia (OIE) ou Demanda brasileira de energia, representa a energia necessária 
para movimentar a economia – inclui o consumo final de energia nos setores 
econômicos e residenciais, as perdas no transporte e distribuição de energia e as 
perdas nos processos de transformação de energia. 
 
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A Oferta Interna de Energia Elétrica (OIEE) foi estimada em 617 TWh para 2015, 
com recuo de 1,2% sobre 2014. Até 27/10 a carga do Sistema Interligado Nacional 
estava 1,1% negativa. 
 
Oferta Interna de Energia Elétrica, por Fonte (%). 
 
 
Fonte: adaptado pelo autor. 
 
E assim terminamos nossa primeira unidade, onde você estudou a oferta 
energética no Brasil e no Mundo e a Crise provocada pela falta de planejamento e 
problemas ambientais. 
Na unidade seguinte você irá estudar e compreender as Formas de conversão 
de energia. 
 
É hora de se avaliar 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
 
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Exercícios – Unidade 1 
 
1.Para a produção de energia elétrica faz-se necessário represar um rio, 
construindo uma barragem, que irá formar um reservatório (lago). A água 
represada moverá as turbinas, que produzirão a energia. Entre os impactos 
ambientais causados por esta construção, podem-se destacar: 
a) aumento da temperatura local e chuva ácida. 
b) alagamentos e desequilíbrio da fauna e da flora. 
c) alagamento de grandes áreas e aumento do nível dos oceanos. 
d) alteração do curso natural do rio e poluição atmosférica. 
e) alagamentos e poluição atmosférica. 
 
2.O uso de combustíveis está diretamente relacionado a sua origem, se 
renovável ou não. No caso dos derivados do petróleo e do álcool de cana-de-
açúcar, essa diferenciação se caracteriza: 
a) Pelo tempo de reciclagem do combustível utilizado. Neste caso, o tempo 
maior seria para o álcool. 
b) Pela diferença na escala de tempo de formação das fontes: período 
geológico para o petróleo e ciclo anual para a cana. 
c) Pelo tempo gasto no processo de refinamento do petróleo. 
d) Pelo tempo de combustão para uma mesma quantidade de combustível. 
Neste caso, o tempo maior seria para os derivados do petróleo. 
e) Pela quantidade de partículas lançadas no ar. Os derivados do petróleo 
lançam bem mais partículas. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
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3.Assinale a alternativa correta com relação aos recursos energéticos. 
a) São chamadas de combustíveis fósseis as fontes energéticas geradas pela 
fossilização de material orgânico. Os mais importantes combustíveis fósseis são o 
carvão, o petróleo e os derivados do álcool. 
b) Os combustíveis fósseis, recursos finitos e não renováveis, têm os custos 
econômicos de sua exploração encarecidos quando a sua localização ocorre em 
consideráveis profundidades. 
c) A queima de combustíveis fósseis provoca a liberação de gás carbônico na 
atmosfera, o que ocasiona o resfriamento das temperaturas globais. 
d) Os maiores responsáveis pela poluição atmosférica causada pela queima 
dos combustíveis fósseis são os países periféricos, uma vez que as indústrias dos 
países tecnologicamente mais avançados já operam, em sua maioria, com a 
chamada "tecnologia limpa". 
e) A Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEP) congrega 
exclusivamente países árabes, constituindo-se numa organização essencialmente 
política, baseada no poder econômico possibilitado pelo domínio da exploração 
do mais importante dos combustíveis. 
 
4.Gerar energia é, atualmente, uma das necessidades fundamentais do mundo 
contemporâneo. Observe o gráfico a seguir. 
 
(http://sciences blogs.liberation.fr) 
Fontes Alternativas de Energia 
 
25 
 
Considerando-se o atual contexto econômico mundial e a leitura do gráfico é 
correto afirmar que o consumo de energia: 
a) da China apresentou forte crescimento, pois, apesar de baseado no carvão 
mineral, tem sido impulsionado pela expansão da indústria e diversificação das 
fontes de energia utilizadas. 
b) dos Estados Unidos tem apresentado ligeiro declínio devido ao 
compromisso do governo estadunidense em cumprir as metas do Protocolo de 
Quioto de redução da poluição. 
c) da União Europeia manteve-se estável no período porque vários membros 
do bloco têm encontrado dificuldades de importar o gás natural da Rússia. 
d) dos Estados Unidos e da União Europeia tem se mantido em queda devido 
às constantes crises geopolíticas que ocorrem no Oriente Médio, principal 
fornecedor de petróleo. 
e) do Japão está em declínio desde o início do século XXI porque o país tem 
fechado sistematicamente as usinas nucleares, optando pelas termelétricas. 
 
5.A apropriação antrópica dos recursos naturaisrenováveis e não renováveis 
como fontes energéticas tem aumentado consideravelmente nas últimas décadas, 
trazendo consequências socioambientais desastrosas para grande parte das 
populações da Terra. Neste contexto, é correto afirmar que (o) (a)(s): 
a) biocombustíveis obtidos do aproveitamento de matérias-primas diversas 
têm sido a esperança de uma obtenção mais limpa de energia oriunda de recursos 
naturais renováveis. O Brasil é um dos países que tem investido na tecnologia de 
sua fabricação com aproveitamento de vegetais como a cana-de-açúcar para 
fabricação do etanol e da mamona e outros para o biodiesel. 
b) hidroeletricidade constitui a matriz energética da maioria dos países 
desenvolvidos industrializados, sendo considerada uma forma de energia não 
poluente, de baixo custo de aquisição e renovável, por estes motivos é largamente 
utilizada. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
26 
c) carvão mineral é um dos combustíveis fósseis de recente utilização pelo 
setor fabril com um aproveitamento energético expressivo, em razão das 
insignificantes consequências ambientais que sua exploração acarreta, quase 
sempre pouco danosas no que diz respeito ao meio ambiente. 
d) petróleo é a principal fonte energética do planeta, sendo matéria prima 
fundamental para vários tipos de indústrias, é um combustível bastante nocivo 
para a saúde humana. Nos últimos anos, sua utilização tem diminuído de forma 
significativa em função do aumento do uso dos biocombustíveis. 
e) gás natural é pouco utilizado como fonte energética devido aos elevados 
custos de exploração e comercialização, pois seu transporte é extremamente 
difícil e dispendioso, além de apresentar uma forma de aproveitamento 
bastante poluente se comparada à de outros recursos energéticos como o petróleo 
e o carvão. 
 
6.“O pré-sal dos ventos. Foi assim que o brasileiro Bento Koike, 51 anos, 
proprietário da Tecsis, o segundo maior fabricante mundial de pás para 
aerogeradores eólicos, com sede em Sorocaba-SP, definiu o primeiro leilão 
brasileiro de energia eólica, realizado pelo Ministério de Minas e Energia em 
meados de dezembro de 2009.” (CHAVES, Débora. O vento tem a resposta. Revista 
Veja, São Paulo, 2.145 ed., a. 42, n. 52, p. 240-44, 2010.) 
 
Sobre o assunto discutido no texto, analise as afirmações abaixo: 
I. Por serem uma fonte de energia limpa e inesgotável, as usinas eólicas 
constituem a modalidade de energia renovável que mais cresce no mundo, cerca 
de 25%. 
II. Na região Nordeste estão localizadas as maiores jazidas de ventos do país. 
III. Nem tudo, porém, gira a favor do vento. As usinas eólicas demoram muito 
para serem construídas. Além disso, em território brasileiro, a irregularidade dos 
ventos elevaria muito a chamada “eficiência energética” (oferta e barateamento do 
preço final para o consumidor). 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
27 
 
IV. A energia eólica, apesar de ser não-renovável, é ambientalmente limpa e 
apresenta, pelo menos, quatro fatores simultâneos que justificam uma atenção 
especial visando efetivá-la, como: fonte complementar à geração hídrica no parque 
gerador brasileiro; o vasto potencial eólico do país; sua distribuição geográfica que 
se estende também pelo interior do país, em áreas socialmente carentes; 
importância de o Brasil acompanhar o desenvolvimento que vem ocorrendo, em 
nível internacional, dessa tecnologia de geração. 
Assinale: 
a) se apenas I e III estiverem corretas. 
b) se apenas II e III estiverem corretas. 
c) se apenas III e IV estiverem corretas. 
d) se apenas I e II estiverem corretas. 
e) se apenas I e IV estiverem corretas. 
 
7.O Carvão mineral e o petróleo continuam a serem as duas principais matrizes 
elétrica e energética mundiais, porém a crise ambiental (com destaque para o 
aquecimento global) e a problemática do abastecimento de petróleo fazem com 
que os combustíveis renováveis e, sobretudo “limpos”, ganhem evidência. Sobre a 
questão é correto afirmar que: 
 
I. os combustíveis fósseis, embora não poluentes, necessitam ter seu consumo 
reduzido pelo simples fato de não serem renováveis e, portanto, sujeitos ao 
esgotamento em um futuro próximo; 
II. a água, embora seja uma fonte de energia limpa e renovável, gera polêmicas 
pelos impactos sociais e ecológicos causados com as construções de grandes 
hidrelétricas, que destroem ecossistemas e expulsam populações ribeirinhas; 
III. a energia solar, apesar de abundante e não poluente, ainda é pouco 
utilizada, o que certamente se explica muito mais pelas políticas energéticas e 
interesses de grupos, do que pelo elevado custo dos painéis de captação de 
energia; 
Fontes Alternativas de Energia 
 
28 
IV. o Biodiesel, destaque brasileiro em tecnologia alternativa de combustível 
por ser menos poluente que os hidrocarbonetos e por criar empregos no 
campo, nem por isso está imune de gerar problemas ambientais, sobretudo, se 
vier a ser um investimento muito lucrativo, pois fatalmente avançará e destruirá 
áreas ainda preservadas e de fronteiras, como já ocorre com a soja. 
 
Estão corretas apenas as alternativas: 
a) II, III e IV 
b) I, II e III 
c) I e IV 
d) II e III 
e) I, II e IV 
 
8.“A Idade da Pedra chegou ao fim, não porque faltassem pedras, a era do 
Petróleo chegará igualmente ao fim, mas não por falta de petróleo”. (O Estado de São 
Paulo, 2002.) 
Com base em seus conhecimentos sobre o assunto, o fragmento do texto nos 
mostra que o fim da era do petróleo estaria relacionado: 
I. à redução e esgotamento das reservas de petróleo e à diminuição das ações 
humanas sobre o meio ambiente; 
II. ao desenvolvimento tecnológico e à utilização de novas fontes de energia; 
III. ao desenvolvimento dos transportes e ao conseqüente aumento do consumo 
de energia. 
Está(ão) correta(s) APENAS a(s) proposição(ões) 
a) I 
b) II 
c) III 
d) I e II 
e) II e III 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
29 
9.“Todas as atividades humanas, desde o surgimento da humanidade na Terra, 
implicam no chamado ‘consumo’ de energia”. Isto porque para produzir bens 
necessários à vida, produzir alimentos, prazer e bem-estar, não há como não 
consumir energia, ou melhor, não converter energia. Vida “humana e conversão de 
energia são sinônimas e não existe qualquer possibilidade de separar um do 
outro.” (WALDMAN, Maurício. Para onde vamos? S.d., p. 10. Disponível 
em:http://www.mw.pro.br/mw/eco_para_onde_vamos.pdf>) 
 
Apesar de toda importância do consumo de energia para a vida moderna, 
podemos afirmar que sua forma de utilização no mundo contemporâneo continua 
a ser insustentável porque: 
 
a) o consumo de energia é desigual entre ricos e pobres, sendo que os pobres 
continuam a utilizar fontes arcaicas que são muito mais danosas ao meio. 
b) as chamadas fontes alternativas que são não poluentes são de custos 
elevadíssimos e só podem ser produzidas em pequena escala para consumo muito 
reduzido. 
c) a energia hidroelétrica que assumiu a liderança no consumo mundial 
necessita da construção de grandes represas que causam grandes impactos 
ambientais. 
d) as principais matrizes energéticas do mundo continuam a ser o petróleo e o 
carvão, que são fontes não renováveis e muito poluentes. 
e) a energia nuclear, que é a solução mais viável para a questão energética do 
mundo, depende do enriquecimento do urânio, cuja tecnologia é controlada por 
poucos países e inacessível para a grande maioria. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
30 
10 .“Projeto Etanol” 
 
O aumento do consumo energético no mundo vem causando problemas 
socioespaciais expressivos que afetam a qualidade de vida em diversos países. A 
charge selecionada trata de importantes questões da geopolítica internacional que 
merecem crescente atenção para que problemas estruturais não sejam ampliados, 
notadamente nos “Países do Sul”. 
a) Interprete a charge à luz da importância do projetomostrado para os “Países do 
Norte”. 
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 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
Fontes Alternativas de Energia 
 
31 
 
b) Identifique e explique o problema estrutural da agricultura dos “Países do 
Sul” ao qual a charge se refere. 
 ___________________________________________________________________ 
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Fontes Alternativas de Energia 
 
32 
 
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33 
 
2Formas de Conversão de Energia 
Fontes Alternativas de Energia 
 
34 
 
Caro aluno, 
Sistema de Conversão de Energia, como por exemplo, o Termomecânico com 
base no ciclo Stirling está a cada dia mais utilizados para aproveitamento de 
energias limpas/renováveis. 
 
Objetivos da Unidade: 
Compreender as Formas de conversão de energia. Termomecânico, 
eletromecânico. Termoelétrico, Fotovoltaico, Eletroquímico. Viabilizar uma nova 
concepção técnica do dispositivo procurando-se o aumento da eficiência do 
sistema quanto à relação volume do equipamento por produção de potência. 
 
Plano da Unidade: 
 Pioneirismo, desde a REVOLUÇÃO INDUSTRIAL. 
 Conversão Eletromecânica de Energia. 
 Valor da Força Elétrica desenvolvida em função da Energia Magnética 
armazenada. 
 Sistemas de Conservação de Energia. 
 
Bons estudos! 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
35 
 
Nesta unidade, estudaremos os princípios de conversão de energia das 
principais Fontes Renováveis de Energia: Termomecânico, eletromecânico, 
Termoelétrico, Fotovoltaico, Eletroquímico. O objetivo aqui será o de compreender 
como funciona a transformação de fontes de energia, renováveis ou não, para 
otimizar a produção e o consumo de uma energia mais limpa e viável para as 
indústrias, comércio, transportes e lares do nosso País. 
 
Pioneirismo, desde a Revolução Industrial 
 
Vamos iniciar o nosso estudo, relembrando a Revolução Industrial e a 
maravilhosa Máquina a Vapor e o seu princípio de funcionamento que alavanca o 
mundo moderno. 
O motor a vapor, que é chamado de máquina a vapor costumeiramente 
refere-se também a turbina a vapor outro tipo de máquina térmica que exploram 
a pressão do vapor. Todas as máquinas térmicas funcionam baseadas no princípio 
de que o calor é uma forma de energia, ou seja, pode ser utilizado para produzir 
trabalho, e seu funcionamento obedece às leis da termodinâmica. Embora a 
invenção do motor de combustão interna no final do século XIX parecesse ter 
tornado obsoleta a máquina a vapor, ela ainda hoje é muito utilizada, por exemplo, 
nos reatores nucleares que servem para produzir energia elétrica. 
No caso da máquina a vapor, o fluido de trabalho é o vapor de água sob alta 
pressão e a alta temperatura. O funcionamento da turbina a vapor baseia-se no 
princípio de expansão do vapor, gerando diminuição na temperatura e energia 
interna; essa energia interna perdida pela massa de gás reaparece na forma de 
energia mecânica, pela força exercida contra um êmbolo. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
36 
 
A figura abaixo mostra esquematicamente uma máquina a vapor. 
 
Após a invenção da Máquina a Vapor, as fábricas se espalharam rapidamente e 
provocaram mudanças tão profundas que os historiadores atuais chamam aquele 
período de Revolução Industrial. O modo de vida e a mentalidade de milhões de 
pessoas se transformaram, numa velocidade espantosa. O mundo novo do 
capitalismo, da cidade, da tecnologia e da mudança incessante triunfou. As 
máquinas a vapor bombeavam a água para fora das minas de carvão. Eram tão 
importantes quanto às máquinas que produziam tecidos. As carruagens viajavam a 
12 km/h e os cavalos, quando se cansavam, tinham de ser trocados durante o 
percurso. Um trem da época alcançava 45 km/h e podia seguir centenas de 
quilômetros. Assim, a Revolução Industrial tornou o mundo mais veloz. Como essas 
máquinas substituíam a força dos cavalos, convencionou-se em medir a potência 
desses motores em HP (do inglês horse power ou cavalo-força). 
Outra máquina, desenvolvida neste mesmo período, revolucionou as 
indústrias e a segurança de quem as operava: O motor Stirling. 
Motor Stirling é um motor de combustão externa. 
Teoricamente, o motor Stirling é uma máquina térmica o mais eficiente 
possível. Alguns protótipos construídos pela empresa holandesa Philips nos anos 
1950 e 1960 chegaram a índices de 45%, superando facilmente os motores a 
gasolina, diesel e as máquinas a vapor (eficiência entre 20% e 30%). 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
37 
Este Motor foi aperfeiçoado pelo pastor escocês Robert Stirling em 1816, 
auxiliado pelo seu irmão engenheiro. Eles visavam a substituição do motor a vapor, 
com o qual o motor Stirling tem grande semelhança estrutural e teórica. No início 
do século XIX, as máquinas a vapor explodiam com muita frequência, em função da 
precária tecnologia metalúrgica das caldeiras, que se rompiam quando submetidas 
à alta pressão. 
Sensibilizados com a dor das famílias dos operários mortos em acidentes, os 
irmãos Stirling procuraram conceber um mecanismo mais seguro. É referido 
também como motor de ar quente, por utilizar os gases atmosféricos como fluido 
de trabalho. 
Abaixo, temos um desenho esquemático de um motor Stirling. 
 
 
Há três configurações básicas deste tipo de motor: 
 Alfa - com cilindros em V; (1). 
 Beta - com êmbolos coaxiais num mesmo cilindro (2). 
 Gama - com cilindros em linha (3). 
 
 (1) (2) (3) 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
38 
 
 
Stirling da Philips (anos 1950). 
Esse tipo de motor apresenta diversas vantagens: é pouco poluente, pois a 
combustão é contínua, e não intermitente como nos motores Ciclo de Otto e Ciclo 
Diesel, permitindo uma queima mais completa e eficiente do combustível. Por isso 
é muito silencioso e apresenta baixa vibração (não há "explosão"). É 
verdadeiramente multi-combustível, pode utilizar praticamente qualquer fonte 
energética: gasolina, etanol, metanol, gás natural, óleo diesel, biogás, GLP, energia 
solar, calor geotérmico e outros. Basta gerar uma diferença de temperatura 
significativa entre a câmara quente e a câmara fria para produzir trabalho (quanto 
maior a diferença de temperatura, maior é a eficiência do processo e mais 
compacto o motor). 
A maior desvantagem deste motor consiste na dificuldadede iniciar e variar 
sua velocidade de rotação rapidamente, sendo complicado o seu emprego em 
veículos como carros e caminhões, embora modelos de propulsão híbrida (elétrico 
e motor térmico) possam ser viáveis. Também há problemas técnicos a serem 
resolvidos quanto ao sistema de vedação, que impede o vazamento do fluido de 
trabalho, particularmente quando se empregam gases inertes e leves (hélio, 
hidrogênio), difíceis de serem confinados sob alta pressão sem escaparem para o 
exterior. Além disso, por ser uma tecnologia pouco difundida, os motores Stirling 
são mais caros, tanto na aquisição quanto na manutenção. 
Fontes Alternativas de Energia 
 
39 
 
Um aperfeiçoamento do motor Stirling chamado de motor sônico (eficiência 
de 18%), está em estudo para substituir os geradores termoelétricos (eficiência de 
7%), em uso atualmente nas sondas espaciais. 
 
Motor Stirling em configuração beta com transmissão rômbica. 
 
Conversão Eletromecânica de Energia 
 
A conversão eletromecânica de energia como a entendemos hoje, relaciona as 
forças elétricas e magnéticas do átomo com a força mecânica aplicada à matéria ao 
movimento. Como resultado desta relação, a energia mecânica pode ser 
convertida em energia elétrica, e vice-versa, através das máquinas elétricas. 
Embora esta conversão possa também produzir outras formas de energia como 
calor e luz, para a maioria dos usos práticos avançou-se até um estágio onde as 
perdas de energia reduziram-se a um mínimo e uma conversão relativamente 
direta é conseguida em qualquer das direções. 
Fontes Alternativas de Energia 
 
40 
A conversão eletromecânica de energia ocorre quando os campos acoplados 
estão dispostos de uma tal maneira que a energia magnética armazenada varia 
com o movimento mecânico. Um conversor eletromecânico de energia transforma 
energia de forma elétrica para a mecânica e vice-versa. Estes dispositivos, ou são 
dispositivos de posição, tais como transdutores eletromecânicos e certos 
instrumentos elétricos de medição. 
Os dois efeitos básicos de campos magnéticos, resultando em criação de 
forças são: 
 Alimentação de Linhas de Fluxo Magnético. 
 Interração entre Campos Magnéticos e condutores percorridas por 
correntes. 
 
Valor da Força Elétrica desenvolvida em função da Energia 
Magnética armazenada. 
 
A força está sempre numa direção tal que a relutância magnética total seja 
reduzida, ou que a energia armazenada no campo magnético seja reduzida. 
 
 
Sistema eletromecânico simples. 
 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
41 
 
Conceitos Básicos 
Magnetismo. 
O magnetismo, como qualquer forma de energia, é originada na estrutura 
física da matéria, ou seja, no átomo. O elétron gira sobre seu eixo (spin eletrônico) e 
ao redor do núcleo de um átomo (rotação orbital) como mostra a figura abaixo. 
 
 
 
Na maioria dos materiais, a combinação entre direção e sentido dos efeitos 
magnéticos gerados pelos seus elétrons é nula, originando uma compensação e 
produzindo um átomo magneticamente neutro. Porém, pode acontecer uma 
resultante magnética quando um número de elétrons gira em um sentido e um 
número menor de elétrons gira em outro sentido. Assim, muitos dos elétrons dos 
átomos dos ímãs girando ao redor de seus núcleos em direções determinadas e em 
torno de seus próprios eixos, produzem em efeito magnético em uma mesma 
direção que resulta na expressão magnética externa. Esta expressão é conhecida 
como campo magnético permanente e é representado pelas linhas de campo. 
 
Fluxo Magnético. 
O Conjunto de todas as linhas do campo magnético que emergem do polo 
norte do ímã é chamado de fluxo magnético (Figura 3). Simboliza-se o fluxo 
magnético com a letra grega Ø (fi). A unidade do fluxo magnético no SI é o (Wb). 
Um weber é igual a 1x108 linhas do campo magnético. Como o weber é uma 
unidade muito grande para campos típicos, costuma-se usar o microweber (μ Wb) 
(1μ Wb = 10-6 Wb). 
 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
42 
 
 
Campo delineado por linhas de força. 
 
OBS: A corrente elétrica é dimensionada em Ampère. Um ampèr é igual a 6,25 
x1018 elétrons por segundo passando pela seção transversal de um condutor (1 C = 
6,25x1018 elétrons). 
 
Exemplo a ser observado: 
Se um fluxo magnético Ø tem 3.000 linhas, calcule o número de microwebers. 
Transforme o número de linhas em microwebers. 
Resposta: 
Ø = 3.000 linhas/1x108 linhas/Wb = 3 x 103/108 = 30 x 10-6 Wb = 30 μWb 
 
Densidade de Fluxo Magnético. 
A densidade de campo magnético, densidade de fluxo magnético ou 
simplesmente campo magnético, cuja unidade Tesla (T), é uma grandeza vetorial 
representada pela letra B e é determinada pela relação entre o fluxo magnético e a 
área de uma dada superfície perpendicular à direção do fluxo magnético. Assim: 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
43 
 
 
Linhas de Fluxo magnético cortando uma área. 
 
B = Ø/A [ T ]. Onde: 
B: densidade de fluxo magnético, Tesla [ T ] 
Ø: fluxo magnético, Weber [ Wb ] 
A: área da seção perpendicular ao fluxo magnético, metros quadrados [ m2 ] 
1T = 1 Wb/ m2 
 
Exemplo a ser observado: 
Qual a densidade de fluxo em teslas quando existe um fluxo de 600μWb através de 
uma área de 0,0003 m2? 
Resposta: 
Dados: 
Ø = 600μWb = 6 x 10-4 Wb 
A = 0,0003 m2 = 3 x 10-4 m2 
Substituindo os valores de Ø e A na fórmula de densidade de fluxo, 
B = Ø/A = 6 x 10-4/3 x 10-4 = 2 [ T ] 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
44 
 
Ampères-espira NI. 
A intensidade de um campo magnético numa bobina de fio depende da 
intensidade da corrente que flui nas espiras da bobina. Quanto maior a corrente, 
mais forte o campo magnético. Além disso, quanto mais espiras, mais concentradas 
as linhas de força. O produto da corrente vezes o número de espiras da bobina, que 
é expresso em unidades chamadas de ampères-espira (Ae), é conhecido como 
força magnetomotriz (Fmm). Na forma da equação, 
 
Fmm = NI [A.e] 
Onde: 
Fmm: força magnetomotriz, [ A.e ] 
N: número de espiras 
I: corrente [ A ] 
 
Exemplo a ser observado: 
 
Calcule os ampères-espira de uma bobina com 1.500 espiras e uma corrente de 
4mA. 
Resposta: 
N = 1.500 espiras; I = 4 x 10-3 A 
NI = 1.500 (4 x 10-3) = 6 Ae 
 
Intensidade de Campo. 
É a quantidade de ampères-espira por metro de comprimento da bobina. A 
unidade é o Ae/m. 
 
H = NI [ A.e/m ], ou H = Fmm [ A.e/m ]. 
 ℓ ℓ 
Onde: 
Fontes Alternativas de Energia 
 
45 
 
H: intensidade do campo magnético [ A.e/m ] 
N: número de espiras 
I: corrente [ A ] 
ℓ: comprimento da bobina em metros [ m ] 
Fmm: força magnetomotriz, [ A.e ] 
 
É importante observar que se aumentarmos o comprimento da bobina 
(esticando-a, por exemplo, como na figura abaixo), mantendo a mesma quantidade 
de ampères-espira, a intensidade de campo diminui. Também se um núcleo ferro-
magnético for introduzido na bobina, o comprimento “ℓ” usado no cálculo da 
intensidade de campo, será o comprimento desse material. 
 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
46 
 
 
Cálculo da Força em Dispositivos à partir da Energia. 
 Princípio da Conservação: A Energia não pode ser nem criada nem destruída, 
ela é sempre transformada de uma forma para outra; 
 Separação dos mecanismos de perdas (resistivas, atrito, ventilação, etc.). 
 
 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
47 
 
Sistemas de Conservação de Energia 
 
Caso de Ação Motora. 
 
 
 
Caso de Ação Geradora. 
 
 
 
Balanço Energético. 
A conversão eletromecânica de energia então envolve energia em quatro 
formas e a conservação de energia, nos conduz a seguinte relação entre essas 
formas: 
 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
48 
A conversão irreversível para a forma de calor acontece devido a três causas. 
 
 
 
Encerramos esta unidade e sempre que tiver uma dúvida entre em contato 
com seu tutor virtual através do ambientevirtual de aprendizagem. Na unidade 
seguinte você irá estudar os tipos de combustíveis. 
 
É hora de se avaliar 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
49 
 
Exercícios – Unidade 2 
 
1.Sabendo que 2 Wb é produzido por um ímã natural, calcule a densidade de 
fluxo magnético B que atravessa a chapa em forma de quadrado de lado 2 cm 
posicionado perpendicularmente ao ímã. 
 
 
a) 0,5 x 105T 
b) b) 105T 
c) c) 5,0 x 105T 
d) d) 1,0 x 105T 
e) e) 1,0 x 104T 
 
2.Calcule a fmm de uma bobina com 20 espiras e ligada numa fonte cuja 
corrente de saída é 2 A. 
a) 20 Ae 
b) 40 Ae 
c) 10 Ae 
d) 80 Ae 
e) 5 Ae 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
50 
 
3.Calcule a fmm da bobina com 25 espiras ligada em série com o resistor de 10 
Ohms e uma fonte de 20 V, considerando a resistência da bobina desprezível. 
a) 25 Ae 
b) 75 Ae 
c) 50 Ae 
d) 5 Ae 
e) 10 Ae 
 
4.Calcule a intensidade de fluxo magnético concentrada no núcleo de ferro de 
um solenoide, conforme a figura baixo. Sabendo que a corrente que circula o 
solenoide é 2A, e g=0,25cm. 
 
a) 4.000Ae 
b) 40.000 Ae 
c) 2.000 Ae 
d 20.000 Ae 
e) Nada disso. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
51 
 
5. Cite as vantagens e desvantagens de um motor Stirling. 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 
6.Um campo magnético que exerce influência sobre um elétron (carga -e) que 
cruza o campo perpendicularmente com velocidade igual à velocidade da luz (c = 
300. 000. 000 m/s) tem um vetor força de intensidade 1N. 
Qual a intensidade deste campo magnético? 
a) 1,6 x 109 T 
b) b) 2,08 x 109 T 
c) c) 1,04 x 108 T 
d) d) 2,08 x 1010 T 
7.O bate-estacas é um dispositivo muito utilizado na fase inicial de uma 
construção. Ele é responsável pela colocação das estacas, na maioria das vezes de 
concreto, que fazem parte da fundação de um prédio, por exemplo. O 
funcionamento dele é relativamente simples: um motor suspende, através de um 
cabo de aço, um enorme peso (martelo), que é abandonado de uma altura, por 
exemplo, de 10 m, e que acaba atingindo a estaca de concreto que se encontra 
logo abaixo. O processo de suspensão e abandono do peso sobre a estaca continua 
até a estaca estar na posição desejada. 
Fontes Alternativas de Energia 
 
52 
 
 
É CORRETO afirmar que o funcionamento do bate-estacas é baseado no princípio 
de: 
a) transformação da energia mecânica do martelo em energia térmica da 
estaca. 
b) conservação da quantidade de movimento do martelo. 
c) transformação da energia potencial gravitacional em trabalho para empurrar 
a estaca. 
d) colisões do tipo elástico entre o martelo e a estaca. 
e) transformação da energia elétrica do motor em energia potencial elástica do 
martelo. 
 
8.A figura ilustra um brinquedo oferecido por alguns parques, conhecido por 
tirolesa, no qual uma pessoa desce de determinada altura segurando-se em uma 
roldana apoiada numa corda tensionada. Em determinado ponto do percurso, a 
pessoa se solta e cai na água de um lago. Considere que uma pessoa de 50kg parta 
do repouso no ponto A e desça até o ponto B segurando-se na roldana, e que 
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53 
nesse trajeto tenha havido perda de 36% da energia mecânica do sistema, devido 
ao atrito entre a roldana e a corda. No ponto B ela se solta, atingindo o ponto C na 
superfície da água. Em seu movimento, o centro de massa da pessoa sofre o 
desnível vertical de 5 m mostrado na figura.Desprezando a resistência do ar e a 
massa da roldana, e adotando g = 10 m/s2, pode-se afirmar que a pessoa atinge o 
ponto C com uma velocidade, em m/s, de módulo igual a: 
a) 8. 
b)10. 
c) 6. 
d)12. 
e) 4 
 
9.Uma pessoa sobe um lance de escada, com velocidade constante, em 1,0 
min. Se a mesma pessoa subisse o mesmo lance, também com velocidade 
constante em 2,0 min, ela realizaria um trabalho . 
a) duas vezes maior que o primeiro. 
b) duas vezes menor que o primeiro. 
c) quatro vezes maior que o primeiro. 
d) quatro vezes menor que o primeiro. 
e) igual ao primeiro. 
 
10.Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os 
movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a 
criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento 
enquanto a mola volta à sua forma inicial. O processo de conversão de energia que 
ocorre no carrinho descrito também é verificado em: 
a) um dínamo. 
b) um freio de automóvel. 
c) um motor a combustão. 
d) uma usina hidroelétrica. 
e) uma atiradeira (estilingue). 
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54 
 
 
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3Tipos de Combustíveis 
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Caro aluno, 
Existem uma variedade em combustíveis, e que são utilizados para vários fins, 
os combustíveis se tornaram muito importante devido a sua capacidade de gerar 
energia e calor, servindo tanto para abastecer os automóveis, como também de 
energia elétrica. Trataremos inicialmente apenas os principais combustíveis, sendo 
a gasolina, o diesel, etanol, carvão, querosene, metanol, biodiesel, gás natural, e o 
hidrogênio que apesar de ser analisado já é considerado uma alternativa muito 
favorável de combustível, para a sociedade e principalmente para o meio 
ambiente. 
 
Objetivos da unidade: 
 Apresentar a importância dos combustíveis na obtenção da Energia 
necessária para mover a indústria, transportes e a sociedade moderna; 
 Conhecer outros combustíveis mais baratos e de fácil obtenção e produção; 
 Compreender os mecanismos e importância energética dos principais tipos 
de combustíveis, sua química da combustão e seus impactos no meio 
ambiente. Propor novos tipos de combustíveis com menor prejuízo 
ambiental e econômico; 
 
Plano da unidade: 
 Combustíveis 
 Célula a combustível 
 
 
Bons estudos! 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
57 
 
Combustíveis 
 
O combustível é um material cuja a queima é utilizada para produzir calor, 
energia ou luz. A queima ou combustão é uma reação química na qual os 
constituintes do combustível se combinam com o oxigênio do ar. Para iniciar a 
queima de um combustível é necessário que ele atinja uma temperatura definida, 
chamada de temperatura de ignição. 
O poder calorífico de um combustível é dado pelo número de calorias 
desprendida na queima do mesmo. Os combustíveis são classificados segundo o 
estado em que se apresenta (sólido, líquido ou gasosos). 
 
Além dos produtos naturais existem os artificiais. 
 
Estado 
Físico 
Combustíveis Combustíveis Artificiais 
Sólido Lenha, turfa, carvão 
Coque, briquetes, carvão, vegetal, tortas 
vegetais 
Líquido Petróleo Produtos da destilação de petróleo de alcatrão; álcool, gasolina sintética 
Gasoso Gás Natural 
Hidrogênio, acetileno, propano, butano, gás de 
iluminação, gás de gasogênio, gás de alto - 
forno 
 
Combustível Sólido 
Os principais combustíveis sólidos naturais são a madeira e os produtos de sua 
decomposição natural, turfa e carvão. Para que um sólido possa ter valor como 
combustível é necessário que tenha um poder calorífico tão elevado quanto 
possível e queime com facilidade, com ou sem chama. 
 
Fontes Alternativasde Energia 
 
58 
Combustível Líquido 
O combustível líquido tem certas vantagens comparação com os sólidos, tais 
com poder calorifico elevado, maior facilidade e economia de armazenagem e fácil 
controle de consumo. 
Quase todos os combustíveis líquidos são obtidos a partir do petróleo. O 
combustível líquido são: gasolina, querosene, óleo diesel e álcool. 
 
Combustível Gasoso 
Apresentam certas vantagens em relação aos combustíveis sólidos, tais como: 
permitir a eliminação de fumaça e cinzas, melhor controle de temperatura e 
comprimento das chama. 
Os combustíveis sólidos são: gás natural, gás de iluminação, gás de água, gás 
de gasogênio, acetileno, propano e butano. 
 
Célula a combustível 
 
O esgotamento dos combustíveis fósseis e a degradação do meio ambiente 
estão entre os principais e cruciais problemas enfrentados pela sociedade 
moderna. Estes problemas são relacionados porque uma das principais fontes de 
poluição ambiental é o uso indiscriminado de combustíveis fósseis para produzir 
energia. Em particular, o uso desses combustíveis em um número cada vez maior 
de veículos que transitam nos grandes centros urbanos é uma das maiores 
preocupações atuais, visto o grande número de poluentes produzidos. 
A energia química armazenada nos combustíveis é liberada através da 
combustão. Neste processo, o combustível reage com oxigênio produzindo água e 
dióxido de carbono e liberando parte da energia armazenada nas ligações 
químicas. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
59 
 
Combustão Direta Ideal. 
 
Combustível + O2  H2O + CO2 + energia (a maior parte na forma de calor). 
Infelizmente os combustíveis possuem impurezas, muitas delas compostos de 
enxofre, e as altas temperaturas atingidas no processo de combustão permitem a 
reação do nitrogênio presente no ar. Além disso nem sempre a quantidade de 
oxigênio presente é suficiente para que ocorra a total queima do combustível, 
gerando macropartículas de carbono. Todos estes fatores geram uma considerável 
poluição. 
 
Combustão Direta Real. 
Combustível (contém enxofre - S) + ar (O2, N2)  H2O + CO2 (aumentando o 
Efeito Estufa) + SOx + NOx (causando a Chuva Ácida) + outros componentes 
poluentes (monóxido de carbono, hidrocarbonetos, macropartículas de carbono, 
aldeídos etc. - causando problemas respiratórios e cardíacos, etc.). Outro problema 
é a eficiência do aproveitamento da energia química contida no combustível. A 
maior parte da energia liberada na combustão direta, como a que ocorre na 
queima de combustível no motor dos automóveis ou nas usinas termoelétricas, 
está na forma de calor. 
O movimento do carro ou do gerador é o resultado da expansão que este calor 
provoca nos gases, dentro dos motores, ou do vapor de água na termoelétrica. Nos 
dois casos apenas uma pequena parcela (aproximadamente 20%) da energia 
química pode ser aproveitada como energia mecânica ou como energia elétrica. 
A maior parte da energia é simplesmente liberada no meio ambiente na forma 
de calor, o que também é uma forma de poluição. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
60 
 
Em resumo, os maiores problemas de produção de energia por meio de 
combustão são: 
Combustível fóssil não é renovável; O aproveitamento da energia é pequeno 
(baixa eficiência); Poluição ambiental severa promovendo problemas sérios para a 
saúde e bens materiais. 
 
Então, nas alternativas para produção de energia devemos considerar: 
 
 Eficiência. 
Poluição ambiental (que é mais importante). 
A célula a combustível é uma alternativa em que a combustão é realizada de 
maneira controlada, aumentando a eficiência do aproveitamento da energia 
liberada e de modo menos poluente. A ideia é aproveitar o deslocamento que os 
elétrons sofrem durante a combustão. 
O princípio de funcionamento está esquematizado na figura abaixo, utilizando 
como combustível o hidrogênio (H2). O hidrogênio entra em contato com um 
metal e cede elétrons para este metal produzindo H+. 
 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
61 
Esse elétron circula por um circuito elétrico externo, onde sua energia pode ser 
aproveitada, e retorna para a célula a combustível onde, novamente através de um 
metal, encontra-se com o oxigênio. Os dois polos da célula são ligados por um 
eletrólito, ou seja, uma substância ou solução que permite o movimento de íons. 
Através do eletrólito, íons com o oxigênio que ganhou elétrons de um lado e o 
hidrogênio que perdeu elétrons do outro ligam-se formando água, que é o 
produto desta reação. Por este processo até 50% da energia química pode ser 
transformada diretamente em energia elétrica. Se outros combustíveis forem 
usados, outros produtos serão obtidos. 
Uma parte da energia química ainda é transformada em calor e também pode 
ser aproveitada, por exemplo, em sistemas para aquecimento de água. Assim a 
eficiência do aproveitamento da energia química pode chegar a 80%. 
 
A célula combustível é uma alternativa. 
Possui elevada eficiência de conversão: 
Elétrica 50%. 
Com cogeração 80% (calor pode ser usado para aquecer água). Geração no 
local, sem poluição química (porque produz somente água) e sem poluição sonora. 
Vida útil de 40.000 horas. Custo ainda é elevado porque é uma tecnologia nova e 
não é produzido em grande escala. 
 
Aplicações da célula a combustível: 
Veículos espaciais: 
Local onde as pessoas possuem pequeno espaço, necessitam de energia 
elétrica e não podem ter poluição. 
A água produzida pela célula também é utilizada para consumo dos 
tripulantes. 
 
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62 
Agências de cartão de crédito: na falta de energia elétrica para os 
computadores causaria grande prejuízo, portanto neste caso a célula a combustível 
é utilizada como estratégia de segurança. 
Em hospitais: energia elétrica é de extrema importância sendo que a falta 
desta causaria sérios problemas. A água e calor produzidos pela célula podem ser 
utilizados em suas lavanderias. 
Em residências: como uma forma alternativa de produção de energia, 
independente de meios de distribuição. O calor produzido também poderia ser 
utilizado no aquecimento de água (chuveiro, cozinha e lavanderia). 
Em veículos: que seriam movidos a motores elétricos, contribuindo de 
maneira significativamente para a redução no consumo e na redução da poluição. 
 
Um combustível para o futuro 
Desde os primórdios da humanidade o homem busca fontes de energia. Isso 
está diretamente ligado a sua evolução na Terra. 
A primeira, e que originou todas as outras foi a energia calorífica do sol. 
Desde então a busca por novas fontes de energéticas tornou-se uma 
constante. Na década de 1970, com a abundância e os baixos custos de 
combustíveis fósseis, especialmente o petróleo, o mundo encontrou energia para 
suprir suas necessidades que não paravam de crescer. 
Mas esse início de século XXI estamos diante de uma crise energética. O 
petróleo já não existe em fartura, existem guerras por esse combustível e sentimos 
os efeitos da rápida evolução que iniciou-se na Revolução Industrial e atingiu seu 
auge na segunda metade do século passado. 
Mais do que interesses econômicos e políticos, devemos visar o bem da 
sociedade, procurar combustíveis que não agridam tanto a natureza e temos de 
pensar na conservação do planeta, o efeito estufa e a destruição da Camada de 
Ozônio (O3) nos mostram as consequências dessa “evolução inconsequente, no 
entanto não há como parar no avanço tecnológico e o jeito é encontrar uma fonte 
de energia que consiga suprir as necessidades humanas”. 
Fontes Alternativas de Energia 
 
63 
Uma dessas fontes, devido a todo esse contexto histórico do final do século XX 
para o XXI, e que tem sido bastante estudada, é a energia do biodiesel. 
O biodiesel é um combustível obtido através de óleos vegetais como do 
girassol, pinhão manso, algodão, soja e babaçu, assim renovável e torna-se uma 
opção para asfontes energéticas dos fósseis. 
Ele reduz, em certa quantia, os lançamentos de poluentes, principalmente de 
dióxido de carbono (CO2), o gás responsável pelo efeito estufa na Terra, na 
atmosfera; promove o desenvolvimento da agricultura, principalmente em locais 
mais desfavorecidos, cria novos empregos e apresenta vantagens incontáveis 
comparado ao óleo diesel comum. 
Em termos políticos e econômicos, o progresso do Brasil seria mais rápido, 
também, já que a dependência quanto aos combustíveis fósseis diminuiria e com 
menos dinheiro gasto nessas importações, podia-se investir em mais projetos que 
favorecessem o mercado nacional e também podia exporta-se o combustível, 
100% nacional. 
Além do mais, ele pode ser utilizado em motores diesel, puro ou junto com 
diesel fóssil com proporção indeterminada. A fabricação do óleo diesel não é das 
mais complexas. 
A molécula de óleo vegetal é formada por três ésteres ligados a uma molécula 
de glicerina, o que faz dele um triglicídio. 
O processo que transforma o óleo vegetal em biodiesel é chamado 
transesterificação, que nada mais é que a separação da glicerina do óleo vegetal. 
Cerca de 20% da molécula do óleo vegetal é formada por glicerina que torna 
mais espesso e viscoso. Durante esse processo a glicerina é removida do óleo 
vegetal, tornando-o mais fino e com menos viscosidade. 
Os ésteres são a base do biodiesel e na transesterificação a glicerina é 
substituída pelo álcool, proveniente do etanol ou metanol, mas prefere-se o etanol 
pois possui menos agressividade. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
64 
Várias podem ser as matérias-primas bases para o biodiesel, dentre todas elas 
tratarei, especificamente, de três que, de modo particular, chamavam minha 
atenção, o pinhão manso, a soja e o babaçu. 
O pinhão manso, por existir em uma área que não lhe favorece, pode ser uma 
das mais próperas oleaginosas do Sudeste, Centro-Oeste e Nordeste, para 
substituir o diesel do petróleo, e ainda tem a vantagem de, até agora, não ter 
apresentado nenhuma praga. 
 
Finalizamos mais uma unidade. Sempre que tiver uma dúvida entre em 
contato com seu tutor virtual através do ambiente virtual de aprendizagem. 
 
É hora de se avaliar 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
65 
 
Exercícios – Unidade 3 
 
1) Observe a imagem a seguir: 
 
Ela corresponde ao “triângulo do fogo”, mas repare que nela não constam os 
componentes necessários para que a combustão aconteça. Marque a alternativa 
que traz os três fatores essenciais para a ocorrência da reação. 
a) ar, comburente e calor. 
b) oxigênio, combustível e água. 
c) comburente, combustível e calor. 
d) comburente, oxigênio e fonte de ignição. 
e) combustível, madeira e fonte de ignição. 
 
2."O mais tangível de todos os mistérios visíveis - fogo." (Leigh Hunt). A frase 
acima traduz a complexidade na definição dos aspectos físicos de uma chama. 
 
Imagem disponível em: 
<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DancingFlames.jpg>. Acesso em 29/01/2016 às 
11h14. 
Fontes Alternativas de Energia 
 
66 
 
Marque a alternativa correta em relação ao estado físico do fogo: 
a) estado sólido. 
b) estado de plasma (fluido). 
c) fogo é energia, não possui estado físico. 
d) dois estados físicos: sólido (chama) e gasoso (fumaça). 
e) estado gasoso. 
 
3.Durante a reação de combustão de hidrocarbonetos, há liberação de 
grandes quantidades de energia, principalmente sob a forma de calor. A queima, 
neste caso, é responsável pela formação de alguns subprodutos, quais são eles? 
a) gás carbônico e água. 
b) gás oxigênio e fuligem. 
 c) gás carbônico e sulfetos. 
d) gás oxigênio e água. 
 e) gás ozônio e água. 
 
4.Uma célula combustível é um dispositivo eletroquímico constituído por dois 
eletrodos, denominados de cátodo e ânodo, sendo capaz de gerar eletricidade a 
partir de um combustível e de um comburente, segundo a reação global: H2(g) + 
O2(g) → H2O(l). Igualmente, todas as células têm um eletrólito, onde ocorre o 
transporte dos íons produzidos, e uma fina camada de catalisador normalmente de 
platina ou de níquel que recobre o eletrodo. O diagrama a seguir representa uma 
célula combustível de hidrogênio. 
Fontes Alternativas de Energia 
 
67 
 
a) Em uma célula de combustível de hidrogênio, o hidrogênio sofre redução e 
o oxigênio oxidação. 
b) No ânodo, polo positivo, ocorre redução do hidrogênio. 
c) O potencial gerado por uma célula combustível é negativo, assim podemos 
considerar que ocorre uma reação espontânea. 
d) Para gerar uma maior ddp (diferença de potencial), 
seria necessário construir uma bateria contendo células combustíveis 
arranjadas em série. 
e) O hidrogênio é o comburente e necessita estar armazenado; o oxigênio é o 
combustível e vem do ar atmosférico. 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
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5.É antigo o desejo de substituir a energia oriunda de combustíveis fósseis por 
uma outra fonte, cuja forma de obtenção seja mais eficiente, mais barata e não 
cause danos ambientais. Uma boa alternativa vem da célula combustível do tipo 
hidrogênio-oxigênio (figura abaixo), que gera eletricidade através de um processo 
eletroquímico sem emissão de qualquer poluente, sem barulho ou vibração. 
 
(Adaptada de: CHANG, Raymond, Chemistry 5ed. USA: Mcgraw-Hill, 1994, p. 787). 
 
De acordo com as informações sobre essa célula, é correto afirmar: 
a) A oxidação de O2(g) ocorre no cátodo. 
b) A redução do H2(g) ocorre no ânodo. 
c) O potencial padrão da célula é igual a -0,43V. 
d) A reação eletroquímica da célula é espontânea nas condições padrões. 
e) A reação global do processo eletroquímico é 2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(l) + 4e- 
 
Fontes Alternativas de Energia 
 
69 
 
6.Cite algumas aplicações da célula combustível. 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________ 
 
7. “Um dos fatores de maior influência no aquecimento global é a liberação de 
gases poluentes provocada pelo uso de combustíveis fósseis. Três tipos são usados 
em larga escala pelo planeta: carvão mineral, petróleo e gás natural. Entre os três, o 
carvão é o maior vilão. Ainda assim, e apesar dos sinais cada vez mais preocupantes 
da mudança climática, o uso desse combustível parece longe de ser substituído por 
alternativas menos poluentes.” (Revista Veja. Dez. 2008). 
Sobre o carvão mineral, é incorreto afirmar que: 
a) a queima do carvão mineral emite gases que colaboram para um possível 
aquecimento global e pode provocar a produção da chamada “chuva ácida”. 
b) a exemplo dos demais combustíveis fósseis, o carvão mineral é o resultado 
do magmatismo que se verificou em terrenos de bacias sedimentares antigas, que 
foram fundo de grandes lagos. 
c) o carvão mineral é empregado também para produzir plásticos, fertilizantes 
e para auxiliar no derretimento do ferro e na fabricação do aço. 
d) quando o carvão mineral é queimado, o vapor oriundo dessa queima aciona 
as turbinas que estão instaladas nas usinas termoelétricas; esse movimento é 
responsável pela formação de eletricidade. 
e) o carvão mineral ainda é muito utilizado para a produção de energia por ser 
atraente do ponto de vista econômico, uma vez que é barato e abundante. 
 
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8.Em relação à charge apresentada, marque a única resposta INCORRETA com 
relação à temática do BIODIESEL. 
 
a)A produção das matérias-primas (etanol e óleo de soja) importantes para a 
geração de biodiesel