PROJETO PARQUE SÃO CARLOS SM1

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ENGENHARIA
ANDRÉ LUIS
CREUSA SOUSA
DANIEL OLIVEIRA
DORIVAL PINTER
EDINALDO LEANDRO
ÉRIKA FERREIRA
MATRIZ ENERGÉTICA DO ESTADO DE SÃO PAULO:
O ESTADO DA ARTE
POLO: CÉU PARQUE SÃO CARLOS
SÃO PAULO
2014
RESUMO
SUMÁRIO
1 CONCEITUAÇÃO DE ENERGIA 
A energia é um insumo básico, praticamente utilizado em todas as atividades das sociedades modernas, produzindo bens e serviços, substituindo o trabalho humano ou fornecendo conforto. Existem diversas definições para a energia, podendo ser citadas: “capacidade de produzir trabalho”, “capacidade de um sistema produzir ações externas” ou “propriedade da matéria que se move”. Uma definição bastante completa, segundo RADOVIC (2005), considera a energia uma propriedade da matéria que pode ser convertida em trabalho, calor ou radiação.
A energia se manifesta de diversas fontes e sob diferentes formas: energia química, energia mecânica, energia térmica, energia eletromagnética, energia nuclear, energia elétrica. 
A energia química pode ser definida como a energia de coesão dos átomos nas moléculas de material combustível, ou seja, é a energia existente nas ligações químicas. As ligações químicas formam-se ou se desfazem durante as reações químicas. Apesar de a realização de algumas reações químicas exigir a absorção de energia do exterior, via de regra acontece o contrário: cada vez que se verifica uma reação química ocorre liberação de energia. No caso das reações de combustão, como a queima de carvão, libera-se esta energia sob a forma de calor. No caso deuma reação eletroquímica, como a que ocorre em uma pilha comum, esta energia é liberada sob a forma de corrente elétrica.
A energia mecânica pode ser subdivida em energia cinética e energia potencial. Energia cinética é a forma da energia mecânica associada ao movimento. Um corpo em movimento, ou seja, dotado de velocidade, como o êmbolo de um motor de combustão, por exemplo, possui energia cinética. 
A energia potencial é a forma da energia mecânica associada à posição em que um corpo se encontra. A energia existente em um peso preso a uma mola deformada é um exemplo de um corpo com energia potencial (potencial elástica), assim como um corpo à determinada altura do solo (potencial gravitacional).
A energia térmica surge devido ao movimento caótico dos átomos e moléculas de um gás ou corpo aquecido. Normalmente surge como resultado de transformações de outras formas de energia como, por exemplo, a partir de uma reação química.
A energia eletromagnética é a forma de energia associada às ondas eletromagnéticas. O principal exemplo de energia eletromagnética é a forma em que parte da energia proveniente do Sol atinge a Terra, sendo que a partir desta derivam diversas outras formas de energia, entre as quais a energia química dos combustíveis.
A energia nuclear surge devido à coesão dos prótons e nêutrons dentro dos núcleos atômicos. As reações nucleares como a fusão, que ocorre na superfície do Sol, e a fissão, usada nos reatores nucleares, podem liberar uma quantidade de energia, por unidade de massa, incomparavelmente superior à liberada em reações químicas.
 
A energia elétrica é a forma de energia associada ao movimento dos elétrons. A energia elétrica talvez seja, dentre todas as formas de energia, a mais preciosa devido à facilidade com que pode ser transformada em trabalho útil e, principalmente, devido aos altos rendimentos associados à conversão. As diversas facilidades que esta forma de energia apresenta e o fato de poder ser eficientemente convertida em outras formas de energia tornaram seu uso bastante difundido em muitas das nossas atividades diárias. Hoje, a eletricidade é utilizada em um grande número de aplicações, sendo esperado que sua participação no total da energia final consumida seja crescente. É cada vez maior a variedade de equipamentos elétricos a disposição dos consumidores e mesmo os aparelhos já existentes, em alguns casos apresentam potências cada vez maiores. No setor residencial, por exemplo, são lançados modelos de televisores e de refrigeradores com dimensões cada vez mais elevadas, assim como o número de eletrodomésticos a disposição dos consumidores é crescente. 
Apesar da multiplicidade de formas com que a energia se apresenta, acredita-se que todas elas se originam de apenas três tipos de interações fundamentais da natureza, são elas: a gravitacional, a eletromagnética e a nuclear. 
A interação gravitacional apresenta uma magnitude proporcional às massas envolvidas, não sendo significativa no mundo subatômico, mas em uma escala proporcional ao domínio do sistema solar, sem dúvida, é a força dominante. A força gravitacional é uma importante fonte de energia diretamente utilizável como, por exemplo, a energia hidráulica e a energia das marés. 
As interações eletromagnéticas e nucleares ocorrem em nível subatômico e subnuclear. São interações entre elétrons, entre elétrons e núcleos, e entre os próprios constituintes dos núcleos atômicos. Estas interações geram, direta ou indiretamente, a maior parte das formas em que a energia se manifesta.
A energia química pode ser definida como a energia de coesão dos átomos nas moléculas de material combustível, ou seja, é a energia existente nas ligações químicas. As ligações químicas formam-se ou se desfazem durante as reações químicas. Apesar de a realização de algumas reações químicas exigir a absorção de energia do exterior, via de regra acontece o contrário: cada vez que se verifica uma reação química ocorre liberação de energia. No caso das reações de combustão, como a queima de carvão, libera-se esta energia sob a forma de calor. No caso de
uma reação eletroquímica, como a que ocorre em uma pilha comum, esta energia é liberada sob a forma de corrente elétrica.
A energia mecânica pode ser subdivida em energia cinética e energia potencial. Energia cinética é a forma da energia mecânica associada ao movimento. Um corpo em movimento, ou seja, dotado de velocidade, como o êmbolo de um motor de combustão, por exemplo, possui energia cinética. 
A energia potencial é a forma da energia mecânica associada à posição em que um corpo se encontra.A energia existente em um peso preso a uma mola deformada é um exemplo de um corpo com energia potencial (potencial elástica), assim como um corpo à determinada altura do solo (potencial gravitacional).
A energia térmica surge devido ao movimento caótico dos átomos e moléculas de um gás ou corpo aquecido. Normalmente surge como resultado de transformações de outras formas de energia como, por exemplo, a partir de uma reação química.
A energia eletromagnética é a forma de energia associada às ondas eletromagnéticas. O principal exemplo de energia eletromagnética é a forma em que parte da energia proveniente do Sol atinge a Terra, sendo que a partir desta derivam diversas outras formas de energia, entre as quais a energia química dos combustíveis.
A energia nuclear surge devido à coesão dos prótons e nêutrons dentro dos núcleos atômicos. As reações nucleares como a fusão, que ocorre na superfície do Sol, e a fissão, usada nos reatores nucleares, podem liberar uma quantidade de energia, por unidade de massa, incomparavelmente superior à liberada em reações químicas.
A energia elétrica é a forma de energia associada ao movimento dos elétrons. A energia elétrica talvez seja, dentre todas as formas de energia, a mais preciosa devido à facilidade com que pode ser transformada em trabalho útil e, principalmente, devido aos altos rendimentos associados à conversão. As diversas facilidades que esta forma de energia apresenta e o fato de poder ser eficientemente convertida em outras formas de energia tornaram seu uso bastante difundido em muitas das nossas atividades diárias. Hoje, a eletricidade é utilizada em um grande número de aplicações, sendo esperado que sua participação no total da energia final consumida seja crescente. É cada vez maior a variedade de equipamentos elétricos a disposição dos consumidores e mesmo os aparelhos já existentes, em alguns casos apresentam potências cada vez maiores. No setor residencial, por exemplo, são lançados modelos de televisores e de refrigeradores com dimensões cada vez mais elevadas, assim como o número de eletrodomésticos a disposição dos consumidores é crescente.
Apesar da multiplicidade de formas com que a energia se apresenta, acredita-se que todas elas se originam de apenas três tipos de interações fundamentais da natureza, são elas: a gravitacional, a eletromagnética e a nuclear.
A interação gravitacional apresenta uma magnitude proporcional às massas envolvidas, não sendo significativa no mundo subatômico, mas em uma escala proporcional ao domínio do sistema solar, sem dúvida, é a força dominante. A força gravitacional é uma importante fonte de energia diretamente utilizável como, por exemplo, a energia hidráulica e a energia das marés.
As interações eletromagnéticas e nucleares ocorrem em nível subatômico e subnuclear. São interações entre elétrons, entre elétrons e núcleos, e entre os próprios constituintes dos núcleos atômicos. Estas interações geram, direta ou indiretamente, a maior parte das formas em que a energia se manifesta.
1.1 ENERGIAS PRIMÁRIA, SECUNDÁRIA, FINAL E ÚTIL
As fontes de energia se caracterizam por apresentar uma disponibilidade natural de energia, mas que em raras situações se apresenta diretamente na forma como pode ser utilizada. Em geral, no uso da energia, são necessárias transformações ou conversões de uma forma de energia em outra. 
A energia, na forma direta como é provida pela natureza, é definida como energia primária. 
As principais fontes de energia primária são hidrelétricas, o petróleo, o gás natural, o carvão mineral, o minério de urânio, os resíduos (vegetais e animais), a energia eólica e a energia solar. 
A maioria das fontes de energia primária não é consumida diretamente, sendo transformada em outra forma de energia.
Define-se energia secundária como a resultante dos diferentes centros de transformação, tendo como destino os diversos setores de consumo ou, eventualmente, outro centro de transformação. 
A energia final, por sua vez, é definida como a energia na forma como é recebida pelo usuário nos diferentes setores, seja na forma primária, seja na forma secundária.
A energia final apenas representa a forma em que a energia é comercializada. Nos setores de consumo ainda é necessário converter a energia final para o atendimento das necessidades de iluminação, força motriz, calor de processo etc. A energia na forma em que é demandada pelos consumidores recebe o nome de energia útil.
1.2 FONTES RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS 
Algumas formas de energia podem ser repostas em períodos relativamente curtos ou seu uso pelo homem não implica necessariamente na sua exaustão. O álcool proveniente da cana-de-açúcar, por exemplo, pode ser obtido continuamente em sucessivas safras, desde que haja uma utilização racional do solo, não provocando uma degradação do mesmo. A energia elétrica btida por geração hídrica também pode ser considerada uma forma renovável de energia, pois seu uso não implica na exaustão da água ou qualquer outro recurso. Outros exemplos de formas de energia que podem ser consideradas renováveis são a energia obtida a partir de células fotovoltaicas, a energia eólica, a energia das marés ou mesmo a energia obtida por óleos vegetais. Estes últimos tanto podem ser utilizados como combustíveis em motores especiais ou adicionados ao óleo diesel e utilizados em veículos movidos a biodiesel. 
No caso de algumas formas de energia, no entanto, suas reposições naturais podem levar períodos de tempo muito elevados e suas reposições artificiais são impraticáveis (JANUZZI, 1997).
Combustíveis fósseis tais como o petróleo, o gás natural e o carvão mineral, por exemplo, são produzidos na natureza sob condições bastante específicas, em processos naturais que levam milhares de anos. A utilização destes energéticos, dados os ritmos atuais de consumo, em algum momento implicará na exaustão dos mesmos ou na impossibilidade econômica de seu uso, dado o aumento de preço resultante de sua raridade.
Fonte: SAIDEL e FADIGAS, 2005.
2 INTRODUÇÃO
O aumento da demanda energética no Estado de São Paulo aliada as limitações de geração de energia centralizada, torna necessário a busca por soluções que proporcionem um aproveitamento energético local mais eficiente, de modo a diversificar a produção de energia, principalmente a energia elétrica.
Estima-se que até 2020 a Matriz Energética do Estado de São Paulo seja renovada em aproximadamente 70% do total, aumentando consideravelmente a participação do etanol e do biodiesel na substituição dos combustíveis fósseis utilizados nos veículos e aumento da utilização da eletricidade no transporte de massa sobre trilhos.
2.1 Justificativa 
A pesquisa justifica-se pela necessidade de conhecer a matriz energética do estado a fim de propor solução viáveis para atender a demanda crescente por energia. 
2.1.1 Problema 
Aumento da demanda por energia.
2.2 Objetivos da pesquisa
2.2.1 Objetivos gerais
Conhecer a matriz energética do estado de São Paulo, verificar a demanda por energia e propor estudo mais avançado de uma das matrizes energética.
 2.2.2 Objetivos específicos	
 2.3 Metodologia
Pesquisa bibliográfica via internet.
3  MATRIZ ENERGÉTICA DO ESTADO DE SÃO PAULO: COMPOSIÇÃO 
A matriz energética do estado de São Paulo é composta principalmente  por : Gás natural, energia hidráulica, lenha, derivados do petróleo, produtos da cana e outros.
Demanda energética :  os setores de transporte e industrial são os maiores consumidores da energia oriunda da matriz energética do estado, sendo mais de
70% do total.
No gráfico podemos observar que o maior consumo são dos derivados de petróleo, seguido pelo bagaço de cana e pela eletricidade.
Há uma participação pequena do etanol em relação aos anteriores
	
Neste gráfico observa-se que o consumo dos setores de transporte e industrial somados passam de 70% do consumo energético do Estado.
Se compararmos com o consumo residencial, este é aproximadamente 10% do consumo industriale de transportes juntos.
Quando se fala em oferta de energia, o gráfico mostra que a oferta de petróleo e derivados ainda é maior que as demais, porém, os produtos da cana já representa quase 30% da oferta de energia da matriz energética do Estado de São Paulo.
 ENERGIA ELÉTRICA
      Capacidade de Geração no Estado
	O Estado do(e) SÃO PAULO possui no total 725 empreendimentos em operação , gerando 22.268.752 kW de potência. 
      Está prevista para os próximos anos uma adição de 349.748 kW na capacidade de geração do Estado, proveniente dos 4 empreendimentos atualmente em construção e mais 37 em construção não iniciada.
	
	
	
		Empreendimentos em Operação
	Tipo
	Quantidade
	Potência (kW)
	%
	CGH
	27
	17.356
	0,08
	EOL
	1
	2
	0
	PCH
	47
	311.366
	1,4
	UFV
	24
	1.218
	0,01
	UHE
	51
	14.519.069
	65,2
	UTE
	575
	7.419.741
	33,32
	Total
	725
	22.268.752
	100
	
		Empreendimentos em Construção
	Tipo
	Quantidade
	Potência (kW)
	%
	PCH
	1
	25.024
	27,52
	UTE
	3
	65.902
	72,48
	Total
	4
	90.926
	100
	
		Empreendimentos com Construção não iniciada
	Tipo
	Quantidade
	Potência (kW)
	%
	CGH
	1
	1.000
	0,39
	PCH
	5
	52.380
	20,24
	UTE
	31
	205.442
	79,38
	Total
	37
	258.822
	100
	
	Legenda
	CGH
	Central Geradora Hidrelétrica
	CGU
	Central Geradora Undi-elétrica
	EOL
	Central Geradora Eólica
	PCH
	Pequena Central Hidrelétrica
	UFV
	Central Geradora Solar Fotovoltaica
	UHE
	Usina Hidrelétrica
	UTE
	Usina Termelétrica
	UTN
	Usina Termonuclear
	 Fontes de Energia Exploradas no Brasil
      Atualmente no Brasil há investimentos na utilização das seguintes fontes de energia: 
	
	                  Eólica
	Utiliza a força dos ventos para acionar uma usina elétrica
	                  Fotovoltaica
	Utiliza a energia recebida diretamente do Sol
	                  Hidrelétrica
	Utiliza a energia hidráulica (dos rios) na geração de energia elétrica
	                  Maré
	Utiliza a energia obtida pela cinética das ondas do mar
	                  Termelétrica
	Utiliza a energia obtida pela combustão de combustível fóssil, biomassa ou pela energia térmica liberada em reações nucleares
	Resumo da Situação Atual dos Empreendimentos
	Fonte de Energia
	Situação
	Potência Associada (kW)
	      1 empreendimento(s) de fonte Eólica
	em operação
	2
	
	
	
	
	
	
	      24 empreendimento(s) de fonte Fotovoltaica
	em operação
	1.218
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	      6 empreendimento(s) de fonte Hidrelétrica
	construção não iniciada
	53.380
	
	
	
	      1 empreendimento(s) de fonte Hidrelétrica
	em construção
	25.024
	
	
	
	      125 empreendimento(s) de fonte Hidrelétrica
	em operação
	14.847.791
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	      33 empreendimento(s) de fonte Termelétrica
	construção não iniciada
	206.322
	
	
	
	      3 empreendimento(s) de fonte Termelétrica
	em construção
	65.902
	
	
	
	      575 empreendimento(s) de fonte Termelétrica
	em operação
	7.419.741
	
	
	
	
	
	
Atualizado em 29/09/2014 
      Termelétricas com Co-Geração Qualificada
		Termelétricas com Co-Geração
	Tipo
	Quantidade
	Potência Outorgada (kW)
	%
	Construção não iniciada
	5
	17.346
	0,66
	Construção
	1
	7.902
	0,3
	Operação
	77
	2.622.297
	99,05
	Total
	83
	2.647.545
	100
	Potência(%)
Segundo o balanço energético 2013, São Paulo ainda conta com recursos e reservas energéticas como:
Hidroeletricidade – que depende do período hidrológico
Biomassa florestal – é definida a disponibilidade após avaliação anual da massa vegetal incorporada.
Energia solar – 2% da área do Estado de São Paulo pode ser destinado para fins energéticos.
Turfa – ocorre no vale do paraíba
Arenito Asfáltico – ocorre na bacia do paraná
Gás natural – ocorre na Bacia de Santos
Consumo final por setores (%)
Essa tabela nos mostra que em 30 anos houve uma mudança no consumo de energia no Estado de São Paulo, houve uma queda considerável de 42% no consumo dos derivados de petróleo e em contrapatida houve um aumento de mais de 100% no consumo da biomassa. O consumo de etanol aumentou 300%. Além disso, o consumo de carvão mineral e derivados caiu 57,5%.
4   CANA-DE-AÇÚCAR
De acordo com Castro & Klude citados no site Infobios, a cana-de-açúcar começou a se expandir juntamente com as Capitanias Hereditárias. Foram implementados vários engenhos e canaviais, durante o império o país dependeu basicamente do cultivo da cana e da exportação do açúcar.
Ainda segundo o mesmo site, a cana-de-açúcar é um vegetal semiperene que pode ser cultivada em áreas subtropicais entre 15º e 30º de latitude.
4.1  A indústria da cana
4.2  A tecnologia 
4.3  Legislação
4.4  Aspectos ambientais
4.5  Aspectos Sociais
4.6  Como a energia da cana é utilizada
5  ANÁLISE DOS DADOS
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
De acordo com os dados apresentados, podemos observar que a utilização de energias não renováveis está regredindo a medida que o consumo de energia de fonte limpa e renovável está aumentando.
Houve uma redução de 42% no consumo de derivados de petróleo enquanto que o consumo de biomassa aumentou mais de 100%.
Baseados nessas informações o grupo concensou em trabalhar o subtema cana-de-açúcar, dando ênfase a problemática referente ao alto consumo  de energia pela industria e pelos meios de transporte. 
7 REFERÊNCIAS
http://www.ambiente.sp.gov.br/proclima/files/2014/05/sp_matriz.pdf
http://www.faap.br/cees/energianuclear/pdf/Jean%20Negri.pdf
http://www.energia.sp.gov.br/arquivos/plano-paulista-2020.pdf                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            
http://www.energia.sp.gov.br/arquivos/balanco-energetico-2013.pdf
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