Aula 10 Energia e Meio Ambiente

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Disciplina: Ciência do Ambiente 
 
Autor: Welington Kiffer de Freitas 
Aula 9 – Energia e meio ambiente 
Meta 
 Apresentar os conceitos relacionados a Matriz Energética brasileira, 
destacando suas principais características. 
Objetivos 
Após esta aula, você será capaz de: 
 Compreender a diferenças entre as fontes de energia renováveis e 
não renováveis; 
 Identificar as principais fontes de energia disponíveis na Matriz 
Energética Brasileira; 
 Avaliar a diferença entre Matriz Energética e Matriz Elétrica. 
1. Introdução 
Definir energia não é uma tarefa tão simples. Alguns cientistas que 
defendem a ideia de que não existe um conceito único para energia. 
Portanto, genericamente, os físicos definem energia como a capacidade de 
realizar trabalho. 
O uso da energia sempre esteve diretamente associado a vida dos 
seres humanos, desde a pré-história até os dias autuais. Os primeiros 
homens primitivos, que habitavam o planeta há cerca de um milhão de anos, 
podia contar apenas com a energia gerada pelo consumo dos alimentos. Os 
estágios de desenvolvimento humano elevaram as necessidades de 
consumo energético desde o homem primitivo até o homem tecnológico de 
2.000 até 230.000 kcal por dia. 
Durante a história da vida do homem a energia química dos alimentos 
assegurava as necessidades básicas de sobrevivência. A energia térmica 
proveniente da queima da madeira era uma forma para geração de calor, 
utilizado para aquecimento, defesa e preparo do alimento. A energia 
mecânica inicialmente passou a ser gerada pelo uso da tração animal. Ainda 
na idade média, já se tinha o registro do uso das energias térmicas, hídricas 
e eólicas e mecânicas. 
Durante o período industrial o homem passou a usar amplamente a 
energia térmica, gerada pela queima de combustíveis fósseis, principalmente 
carvão mineral, nas máquinas a vapor. A descoberta de petróleo, no final do 
século XIX, e a utilização da gasolina nos motores a explosão levaram ao 
abandono do carvão como combustível nos meios de transporte. 
A evolução do conhecimento científico desenvolvidos, principalmente, 
por Galileu Galilei e Isaac Newton, entre o final do século XVI e a segunda 
metade do século XVII, foram precursores para o entendimento das diversas 
formas de energia, como a cinética, a potencial gravitacional, potencial 
elástica, a elétrica, a nuclear, etc. 
A obtenção de energia, sob as mais diversas formas, tem sido 
encarada como uma condição necessária para o desenvolvimento 
econômico e social de um país. 
Vamos então dar início a mais uma etapa do nosso estudo! 
 
 
2. Fontes de Energia 
Atualmente, os padrões de produção e consumo adotados pelas 
sociedades estão baseados na cultura do desperdício de recursos 
energéticos e naturais. O comportamento da economia é de grande 
importância para a melhor compreensão sobre a demanda e a expansão de 
oferta de energia. Por isso, torna-se cada vez mais urgente compreender as 
verdadeiras dimensões dos recursos naturais como forças propulsoras das 
oportunidades de negócios ou de redução de custos. 
As formas de produção de energia podem se diferenciar conforme sua 
fonte geradora. As fontes energéticas podem ser classificadas como não-
renováveis ou renováveis. As não-renováveis são aquelas dependentes de 
recursos naturais limitados ou que processo de renovação pode superar a 
expectativa de existência da espécie humana no meio ambiente, como o 
urânio e os combustíveis fósseis (petróleo, o carvão mineral e gás natural). 
As renováveis podem ser continuamente produzidas, espontaneamente ou 
através de práticas conservacionistas, dentre elas pode-se destacar o ar, a 
água e a vegetação. Os quadros 1 e 2 sintetizam as principais fontes de 
energia com relação aos seus principais aspectos ambientais e tecnológicos. 
Quadro 1 – Sínteses das principais fontes de energia não renováveis com 
relação sua obtenção, usos, vantagens e desvantagens de suas produções 
Fontes não 
renováveis 
Obtenção Usos Vantagens Desvantagens 
Carvão 
mineral 
Extraído de minas. 
Formado da 
transformação 
química de grandes 
florestas. 
 Energia (elétrica 
e térmica) 
 Matéria-prima 
(fertilizantes) 
Domínio de 
tecnologia 
(aproveitamento, 
transporte e 
distribuição). 
Altas emissões de 
dióxido de carbono 
e óxidos de 
nitrogênio e 
enxofre. 
Petróleo 
Extraído de 
reservas marítimas 
ou continentais, 
através de reações 
químicas da matéria 
orgânica. 
 Energia (elétrica 
e térmica) 
 Transporte 
(gasolina e diesel) 
 Matéria-prima 
(plástico borracha, 
cera, tinta, asfalto, 
etc.) 
Domínio da 
tecnologia 
(exploração, 
refino, transporte 
e distribuição). 
Altas emissões 
dióxido de carbono. 
Gás natural 
Resultante da 
decomposição da 
matéria orgânica. 
Pode estar 
associado ou não 
ao petróleo. 
 Energia 
(elétrica e 
térmica) 
 Transporte 
 Matéria-prima 
(indústria 
petroquímica) 
Pode ser utilizado 
nas formas 
gasosa e líquida; 
existe grande 
número de 
reservas. 
Depende da 
construção de 
gasodutos e a 
distribuição requer 
alto investimento. 
Nuclear 
Quebra (fissão) de 
átomos de urânio 
provocado por 
reatores nucleares 
libera energia 
 Energia 
(elétrica); 
 Matéria-prima 
(indústria bélica). 
Livre de emissões 
atmosféricas. 
Não é tecnologia 
para tratar rejeito 
nuclear; demanda 
elevados; alto risco 
de contaminação 
nuclear. 
 
Quadro 2 – Sínteses das principais fontes de energia renováveis com relação 
sua obtenção, usos, vantagens e desvantagens de suas produções 
Fontes 
renováveis 
Obtenção Usos Vantagens Desvantagens 
Hidreletricidade 
Gerada pela 
queda de água. 
 Energia 
(elétrica). 
Não emite 
poluentes*, com a 
produção é 
controlada. 
Inundação de 
grandes áreas, 
deslocamento da 
população; elevado 
custo de 
implantação. 
Eólica Gerada pela força 
do vento. 
 Energia 
(elétrica) 
Não emite 
poluentes; não 
ocupa áreas de 
produção de 
alimentos. 
Alto custo de 
investimentos; 
produz poluição 
sonora; interfere em 
transmissões via 
rádio e rotas 
migratórias de 
aves. 
Solar 
Gerada através 
da conversão da 
luz em corrente. † 
 Energia 
(elétrica e 
térmica) 
Não emite 
poluente. 
Exige alto 
investimento para 
implantação 
Biomassa 
Gerada através 
gás e vapor que é 
convertido em 
energia elétrica‡. 
 Energia 
(elétrica e 
térmica) 
Não emite gases, 
pois o gás 
carbônico liberado 
durante a queima 
é absorvido 
depois no ciclo de 
produção. 
Exige alto 
investimento para 
implantação 
Geotérmica 
Gerada a partir do 
calor existente 
nas camadas 
subterrâneas da 
Terra 
 Energia (elétrica 
e térmica) 
Não há 
contaminação em 
solos ou água: 
sem problema de 
intermitência 
Exige alto 
investimento para 
implantação; odor 
desagradável 
Maremotriz 
Gerada pelas 
ondas ou marés 
 Energia (elétrica 
e térmica) 
Não produz 
qualquer tipo de 
poluição 
Instalações de 
potência reduzida; 
deterioração dos 
materiais pela 
exposição à água 
salgada do mar. 
* Quando não se move a matéria orgânica antes da inundação dos reservatórios. 
† A luz solar incide sobre lâminas recobertas com material semicondutor (silício) que excita os elétrons 
gerando corrente elétrica. 
‡ A matéria orgânica é decomposta em caldeira ou biodigestor gera gás e vapor, que acionam uma 
turbina e movem um gerador elétrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Início do BOXE CURIOSIDADE 
O Brasil possui destaque internacional na construção de 
empreendimentos verdes. Até 2014, o pais já contava com mais de 600 
edificações com a certificação LEED (Leadership in Energy and 
Environmental Design), sistema de orientação ambiental de edificações. 
Esse tipo de certificação traz diversas vantagens para os empreendimentos, 
principalmente, relacionados a redução dos custos operacionais e 
valorização do imóvel. 
Fim do BOXE CURIOSIDADEFim do BOXE CURIOSIDADE 
As usinas hidrelétricas emitem gases para atmosfera? Bem, 
primeiramente vamos descrever como se construíam os grandes lagos, até 
um passado recente. Um trecho de rio que apresentasse potencial de 
represamento de grandes volumes de água podia ter quilômetros de suas 
margens inundadas, recobrindo comunidades, áreas de cultivo e de 
florestas. Daí se origina o problema gerado pelos grandes lagos. 
Estudos demonstram que barragens de hidrelétricas produzem 
quantidades consideráveis de metano, gás carbônico e óxido nitroso, gases 
que podem corroborar com que chamamos de “Aquecimento Global”. Em 
alguns casos, elas podem emitir mais gases poluentes do que as próprias 
termelétricas movidas a carvão mineral ou a gás natural. Isso se ocorre 
devido a decomposição da vegetação pré-existente, ou seja, das árvores 
atingidas pela inundação. Como resultado, pode-se observar a emissão de 
dióxido de carbono (CO2) quando algas consomem a matéria orgânica em 
ambiente aeróbio. A decomposição da matéria orgânica depositada no fundo 
dos lagos das represas, onde a presença de oxigênio é nula ou muito 
pequena, representa uma constante fonte de emissão de metano (CH4). E 
ainda, o acúmulo de nutrientes orgânicos, principalmente derivado de 
nitrogênio, trazidos por rios e depositados nas barragens, liberam oxido 
nitroso (NO2) para a atmosfera. Sendo, então as usinas hidrelétricas 
importantes fontes de produção de gases quentes. 
Atualmente, um conjunto de normatização obriga as construtoras a 
quantificar e destinar o material vegetal das áreas inundadas, com finalidade 
de mitigar os efeitos das emissões atmosféricas. Nesse modelo, as usinas 
hidrelétricas podem ser consideradas como fontes limpas de energia. 
Início da ATIVIDADE 1 
Atende ao Objetivo 1 
Diferencie uma fonte de energia renovável de uma fonte não 
renovável. 
Uma fonte não-renovável é aquela que dependente de recursos 
naturais limitados ou que processo de renovação pode superar a expectativa 
de existência da espécie humana no meio ambiente, como o urânio. Já uma 
fonte renovável pode ser descrita como aquela que pode ser continuamente 
produzida, espontaneamente ou através de práticas conservacionistas, como 
a hidroeletricidade. 
Ilustração: favor inserir 05 linhas para resposta. 
Fim da ATIVIDADE 1 
 
3. Energia Sustentável 
Desde a Revolução Industrial, a competitividade econômica dos 
países e a qualidade de vida de seus cidadãos são fundamentalmente 
dependentes da energia. Por isso, as economias que melhor se posicionam 
quanto ao acesso aos recursos energéticos de menor custo e com menos 
impacto ambiental possuem maior destaque no cenário mundial. E cada vez 
mais, a variável ambiental vem sendo considerada no planejamento 
energético de uma nação. Para o Brasil essa condição é considerada como 
um grande diferencial competitivo. 
Como já foi apresentado podemos ter diferente fontes de energia que 
se renovam naturalmente, como é ocaso da lenha (biomassa). Portanto, nem 
todas essas fontes são ditas limpas, pois podem emitir gases que contribuem 
para o aquecimento global, como é o caso do metano, do dióxido de carbono 
e do óxido nitroso. Nesse contexto, precisamos buscar o uso de fontes de 
energia que além de serem renováveis, também se mantém em um ciclo 
equilibrado de produção e consumo, geradora de mínimo de impacto ao 
ambiente, sendo então denominada de energia sustentável. 
Início da ATIVIDADE 2 
Atende ao Objetivo 2 
Com base nas principais fontes de energia apresentadas nessa aula, 
cite aquelas fontes que verdadeiramente podem ser consideradas como 
sustentáveis. 
A energia eólica, geotérmica e a solar, considerando que muitas 
usinas hidrelétricas foram implantadas sem a remoção da matéria orgânica 
antes da inundação dos reservatórios, o que está diretamente correlacionado 
com a emissão de metano. 
Ilustração: favor inserir 05 linhas para resposta. 
Fim da ATIVIDADE 2 
4.Matriz Energética 
Matriz Energética é toda energia disponível para ser transformada, 
distribuída e consumida nos processos produtivos, é uma forma de analisar 
quantitativamente da oferta de energia, ou seja, é a quantidade de recursos 
energéticos que uma região ou país detém. Sendo assim, a matriz 
energética é fundamental para o planejamento do setor energético, que deve 
garantir a produção e o uso adequado da energia produzida. 
A cada biênio, a Empresa Planejamento Energético (EPE) divulga um 
relatório denominado Balaço Energético Nacional (BEN) 
(http://ben.epe.gov.br/). Esse documento se refere uma extensa pesquisa e a 
contabilidade relativas à oferta e consumo de energia no Brasil, 
contemplando as atividades de extração de recursos energéticos primários, 
sua conversão em formas secundárias, a importação e exportação, a 
distribuição e o uso final da energia. O BEN converte todas as formas de 
energia em Toneladas Equivalentes de Petróleo (TEP). Dessa forma, uma 
http://ben.epe.gov.br/
TEP pode ser definido como calor libertado na combustão de uma tonelada 
de petróleo cru, aproximadamente 42 gigajoules. Como o valor calórico do 
petróleo cru depende de sua exata composição química, que admite 
bastante variação, o valor exato da TEP deve ser definido por convenção. 
O Brasil é um dos países que apresentam maior destaque na 
participação de fontes renováveis em sua Matriz Energética (Figuras 1 e 2). 
Esse destaque se dá em função grande participação biomassa 
(principalmente o Etanol) e da energia hidráulica. 
 
 
Figura 1 - Repartição da oferta interna de energia no Brasil e no Mundo 
 
 
Figura 2 – Participação das Fontes de Energias não Renováveis no BEN 
(2015/2016) 
As fontes alternativas de energia renovável na Matriz Energética 
brasileira apresentam maiores destaques para: Lixívia, Biodiesel e Energia 
Eólica (Figura 3). 
Figura 3 – Participação das Fontes de Energias Renováveis no BEN 
(2015/2016) 
A Figura 4 apresenta o consumo de energia por setores da economia, 
com destaque para o transporte e a indústria. A produção e geração de 
energia na economia brasileira emite, em média, 7 vezes menos carbono do 
que um americano e 3 vezes menos do que um europeu ou um chinês 
(Figura 5). 
 
Figura 4 – Consumo de energia por setor da economia brasileira. 
 
 
Figura 5 - Emissões relativas de Carbono(2013), em kgCO2 /US$ 
 
A Figura 4 apresenta o consumo de energia por setores da economia, 
com destaque para o transporte e a indústria. A produção e geração de 
energia na economia brasileira emite, em média, 7 vezes menos carbono do 
que um americano e 3 vezes menos do que um europeu ou um chinês 
(Figura 5). 
4.Matriz Energética x Matriz Elétrica 
A Matriz Energética brasileira consome uma quantidade 
representativa de recursos naturais, especialmente devido a dependência do 
petróleo (não renovável) no setor transporte, que ainda é compensada com 
adição do etanol (renovável) na gasolina. 
Já a Matriz Elétrica brasileira apresenta um grande destaque na 
participação dos recursos renováveis, nesse biênio, devido à queda da 
geração térmica a derivados de petróleo e ao incremento das gerações a 
biomassa e eólica, apesar da redução da oferta hidráulica. 
Figura 6 - Repartição da oferta interna de energia elétrica no Brasil e no 
Mundo 
Início da ATIVIDADE 3 
Atende ao Objetivo 3 
Apresente as principais características das Matrizes Energética e 
Elétrica do Brasil, com base no último BEN. 
As duas Matrizes apresentam maior participação de fontes renováveis 
quando comparada com a Matriz Energética mundial.Na Matriz Energética 
os maiores destaques são para Biomassa e Hidroeletricidade. Já na Matriz 
Elétrica, embora tenha ocorrido a redução na oferta hídrica, houve um maior 
incremento da Biomassa e da Energia Eólica, reduzindo a necessidade de 
geração térmica. 
Ilustração: favor inserir 05 linhas para resposta. 
Fim da ATIVIDADE 2 
ReferênciasBibliográficas 
CAMPANHA, V. A. Fontes de Energia. São Paulo: Harbra, 1999. 48p. 
EMPRESA DE PLANEJAMENTO ENERGÁTICO – EPE. Balanço 
Energético Nacional BEN (2016). Disponível em: 
https://ben.epe.gov.br/downloads/S%C3%ADntese%20do%20Relat%C3%B3
rio%20Final_2016_Web.pdf. Acesso em: fev. 2017. 
GOLDEMBERG, J. Energia e desenvolvimento sustentável. 1ª ed. São 
Paulo: Blucher, 2010. 94p. (Série Sustentabilidade Vol. 4). 
HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M.; DOS REIS, L. B. Energia e Meio 
Ambiente. 4ª ed. Boston: Cengage Learning. 2011, 543p. 
PEREIRA, M. J. Energia: Eficiência e Alternativas. 1ª ed. Rio de Janeiro: 
Ciência Moderna, 2009. 216p. 
SOUZA A.; SILVA, C. L. Energia e meio ambiente: o trade off entre as 
matrizes energéticas de fontes renováveis e não renováveis no Brasil. 
Disponível em: https://www.revistas.ufg.br/teri/article/viewFile/23290/13692. 
Acesso em: mar. 2017.