ELABORAÇÃO DO PROJECTO PRÁTICO DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS

CONSTRUÇÃO DA MAQUETE DE ENERGIA HIDRÁULICA (PARTE V)

ENERGIAS RENOVÁVEIS

ENERGIA SOLAR
A energia solar é a energia das radiações que o sol emite e que pode ser utilizada pelos seres vivos. É, portanto, a fonte primária de energia dos ecossistemas já que ela é utilizada directamente pelos seres autotróficos: as plantas. Estas possuem mecanismos que lhes permitem utilizar a radiação solar para a produção da matéria de que necessitam para sobreviver. Para o efeito, elas possuem células com uns constituintes especializados – os cloroplastos – que contêm uma substância – a clorofila – que é foto-sensível (é capaz de absorver radiação visível, ou seja, radiação com um dado intervalo de comprimento de onda).
A energia solar é uma energia renovável e não poluente.



Quais as vantagens?
-Em nenhum destes processos existe qualquer tipo de poluiçãO;
-As células fotovoltaicas têm um tempo médio de vida de 25 anos e têm baixos custos;
-A eficácia desta energia tem vindo a aumentar;
-A energia solar pode ser muito útil no espaço, e é frequentemente utilizada em sondas espaciais e satélites artificiais, onde o baixo rendimento dos sistemas fotovoltaicos é suficiente.

Quais as desvantagens?
-Tem elevados custos de instalação de equipamentos, no que se refere às células fotovoltaicas;
-Dependência não só do sistema fotovoltaico mas também das placas colectoras, em relação às condições atmosféricas (muito sol no verão e pouco no inverno);
-O impacto no ambiente é quase nulo, à excepção da grande área que é necessária ocupar para se produzir quantidades consideráveis de electricidade, no que diz respeito aos sistemas fotovoltaicos.


ENERGIA GEOTÉRMICA

A energia geotérmica é um tipo de energia que funciona graças à capacidade natural da Terra e/ou da sua água subterrânea em reter calor, e consiste em transferir esse calor, num sistema composto de canos subterrâneos e de uma "bomba de sucção de calor", para aquecer ou arrefecer um edifício.
Uma bomba de sucção de calor é a componente do sistema que necessita de energia eléctrica para poder funcionar. O seu papel consiste em extrair energia térmica da Terra para um edifício durante o inverno e o contrário acontece durante o verão onde transfere o calor do edifico até uma zona mais fria da Terra, assim mantendo-o fresco.
Para isto ser realizável, a energia térmica tem de viajar através de um meio líquido (água subterrânea) contendo uma solução que previne a gelificarão da água nos locais onde ela atinge temperaturas baixas.
Este sistema de funcionamento é exemplificado pelo seguinte esquema:


Quais as vantagens?
-Permitem poupar energia (75% de electricidade numa casa) uma vez que substituem ar condicionado e aquecedores eléctricos são muito flexíveis, uma vez que podem ser facilmente subdivididos ou expandidos para um melhor enquadramento, (e aproveitamento de energia) num edifício, e isto, ficando relativamente barato.
-Libertam relativamente menos gases poluentes para a atmosfera que outras fontes de energia não renováveis

Quais as desvantagens?-Se não for usado em pequenas zonas onde o calor do interior da Terra vem á superfície através de géisers e vulcões, então a perfuração dos solos para a introdução de canos é dispendiosa.
-Os anti-gelificantes usados nas zonas mais frias são poluentes: apesar de terem uma baixa toxicidade, alguns produzem CFCs e HCFCs.
-Este sistema tem um custo inicial elevado, e a barata manutenção da bomba de sucção de calor (que por estar situada no interior da Terra ou dentro de um edifício não está exposta ao mau tempo e a vandalismo), é contrabalançada pelo elevado custo de manutenção dos canos (onde a água causa corrosão e depósitos minerais).

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ENERGIA DA BIOMASSA
Biomassa é a energia química, produzida pelas plantas na forma de hidratos de carbono através da fotossíntese - processo que utiliza a radiação solar como fonte energética - é distribuída e armazenada nos corpos dos seres vivos graças a grande cadeia alimentar, onde a base primária são os vegetais. Plantas, animais e seus derivados são biomassa. A sua utilização como combustível pode ser feita das suas formas primárias ou derivados: madeira bruta, resíduos florestais, excrementos animais, carvão vegetal, álcool, óleos animais ou vegetal, gaseificação de madeira, Biogás etc.



Quais as vantagens?
-É uma fonte de energia renovável e limpa.
-Pode melhorar a qualidade do ambiente.
-Pode contribuir também positivamente para a economia, na medida em que há menos desperdício de matéria, e porque fornece ao mesmo tempo vários postos de trabalho.
-É uma energia com grande potencial e segura.

Quais as desvantagens?
-Para aumentar consideravelmente o uso da biomassa, seriam necessárias criar culturas agrícolas apenas com fins energéticos.
-Seria necessário, efectuar um melhoramento da eficácia dos sistemas sanitários.
-É também necessária a criação de um sistema mais eficiente de transporte de Bio-combustíveis.
-Por enquanto, o uso da biomassa, em termos de preço/competitividade é ainda pouco rentável.
-A combustão de biomassa produz 3,5 milhões de toneladas de carbono todos os anos, chegando a contribuir com 40% da produção mundial anual de dióxido de carbono.


ENERGIA EÓLICA
A energia eólica é a energia que provém do vento. A energia produzida pelo vento é um recurso energético natural que pode ser aproveitado com um investimento reduzido. Sendo a energia, obtida através da conversão da energia cinética do vento em energia directamente utilizável: electricidade, a energia eólica é, por isso, uma energia inesgotável (já que depende apenas do vento) e limpa: não há qualquer tipo de poluição no processo de conversão em energia eléctrica a qual, por si só, constitui uma energia não poluente.



Quais as vantagens?
-Não polui.
-É renovável.
-Tem baixo custo.
-Não é nociva aos seres vivos.
-Pode ser muito vantajosa se utilizada em ilhas.
-Fornece postos de trabalho.
-Tem um aproveitamento significativo da energia do vento (cerca de 59%).

Quais as desvantagens?
-Para ser rentável, é necessário que as turbinas sejam colocadas em sítios muito ventosos.
-È necessário muito terreno para a construção das turbinas (cerca de 300km²).
-O tempo médio de “vida” de uma turbina é 20 anos.


ENERGIA HIDRÁULICA
A energia hidráulica, também chamada de energia hídrica, é o resultado da aplicação da força da água existente nos rios, lagos e até nos mares. Lembremo-nos das tradicionais azenhas e dos moinhos de marés, para verificarmos como é antigo o aproveitamento da energia hidráulica por estes engenhos das águas correntes dos riachos e rios bem como do refluxo das marés.



Quais as vantagens?
-A energia é produzida a partir de uma fonte contínua, neste caso, o movimento da água.
-Não polui o meio ambiente.
-Baixíssimo custo de produção.

Quais as desvantagens?
-A construção de centrais hidroeléctricas geralmente exige a formação de grandes reservatórios de água, o que provoca profundas alterações nos ecossistemas.
-Dependendo do tipo de relevo e da região onde se encontra o empreendimento, as hidroeléctricas podem também ocasionar o alagamento de terras e o deslocamento de populações ribeirinhas.

ENERGIAS NÃO RENOVÁVEIS

GÁS NATURAL
O gás natural é encontrado, geralmente, junto das reservas petrolíferas.
É a mais barato e menos poluente dos combustíveis fósseis, mas de mais difícil extracção. O gás natural é uma mistura de gases encontrado frequentemente em combustíveis fósseis, isolado ou acompanhado de petróleo. É uma mistura de compostos de hidrocarbonetos e de pequenas quantidades de vários não- hidrocarbonetos, existentes em estado gasoso ou em solução com petróleo bruto em reservatórios naturais subterrâneos. O maior componente do gás natural é o metano. Todo o hidrocarboneto ou mistura de hidrocarbonetos que permaneça em estado gasoso nas condições atmosféricas normais, extraído directamente a partir de reservatórios petrolíferos, incluindo gases húmidos, secos, residuais e gases raros. Situado em camadas subterrâneas sobre o petróleo, o gás natural também é extraído por torres de perfuração e canalizados em gasodutos.

Vantagens da utilização do gás natural:
- Baixo impacto ambiental
- Facil transporte e manuseamento
- É seguro

Desvantagens da utilização do Gás Natural:
- Por se tratar de um combustível fóssil, ele é uma energia não renovável,ou seja, é finito.
- O gás natural apresenta riscos de asfixia, incêndio e explosão.
- Por ser mais leve que o ar, o gás natural tende a acumular-se nas partes mais elevadas quando em ambientes fechados.
- Em caso de fogo em locais com insuficiência de oxigénio, poderá ser produzido monóxido de carbono que é altamente tóxico.

Alguns países produtores de Gás Natural:
- Brasil
- Estados Unidos
- Rússia
- Venezuela
- Canadá




CARVÃO
O carvão é uma rocha orgânica com propriedades combustíveis, constituída maioritariamente por carbono. A exploração de jazidas de carvão é feita em mais de 50 países, o que demonstra a sua abundância. Esta situação contribui, em grande parte, para que este combustível seja também o mais barato.
Inicialmente, o carvão era utilizado em todos os processos industriais e, ao nível doméstico, em fornos, fogões, etc. Foi, inclusive o primeiro combustível fóssil a ser utilizado para a produção de energia eléctrica nas centrais térmicas. Refira-se que, em 1950, o carvão cobria 60% das necessidades energéticas mundiais, mas actualmente esta percentagem sofreu uma redução significativa. Nos dias de hoje, devido ao petróleo e seus derivados, deixou de ser utilizado na indústria, com excepção da metalúrgica, e do sector doméstico. Estima-se que, com o actual ritmo de consumo, as reservas disponíveis durem para os próximos 120 anos.
O principal problema da utilização do carvão prende-se com os poluentes resultantes da sua combustão. De facto, a sua queima, conduz à formação de cinzas, dióxido de carbono, dióxidos de enxofre e óxidos de azoto, em maiores quantidades do que os produzidos na combustão dos restantes combustíveis fósseis.



Vantagens da utilização do carvão:
-Barato;
-Fácil obtenção.(nos E. U. e na Rússia)

Desvantagens da utilização do carvão:
-Requer controlos de alto custo de poluição do ar (por exemplo mercúrio, dióxido de enxofre);
-Contribui significativamente para a formação de chuva ácida e para o aumento do aquecimento global;
-Requer o sistema extensivo de transporte.


PETRÓLEO
O petróleo é um recurso natural abundante, porém a sua pesquisa envolve elevados custos e complexidade de estudos. É também actualmente a principal fonte de energia. Serve como base para fabricação dos mais variados produtos, dentre os quais destacam-se: benzinas, óleo diesel, gasolina, alcatrão, polímeros plásticos e até mesmo medicamentos. Já provocou muitas guerras, e é a principal fonte de renda de muitos países.
Além de gerar a gasolina que serve de combustível para grande parte dos automóveis que circulam no mundo, vários produtos são derivados do petróleo.



Vantagens da utilização do Petróleo:
- Mais fácil de ser obtido do que o carvão. O petróleo é obtido através da perfuração de um poço, enquanto que o carvão necessita de uma maior estrutura, revolvimento de grande quantidade de terra e mão de obra;
- Mais fácil de transportar e armazenar;
- Dele pode ser extraída uma infindável quantidade de derivados.

Desvantagens da utilização do Petróleo:
- Desigual distribuição de fontes produtoras;
- Produz muita poluição atmosférica;
- As estimativas apontam para uma exaustão das jazidas.


ENERGIA NUCLEAR
A energia nuclear é produzida através das reacções de fissão ou fusão dos átomos, durante as quais são libertadas grandes quantidades de energia que podem ser utilizadas para produzir energia eléctrica. A fissão nuclear utiliza o urânio, um mineral presente na Terra em quantidades finitas, como combustível e consiste na partição de um núcleo pesado em dois núcleos de massa aproximadamente igual. Ainda que a quantidade de energia produzida através da fissão nuclear seja significativa, este processo apresenta problemas de difícil resolução.


Reacção de fusão nuclear usando núcleos de Deutério e Trítio

Desvantagens da utilização da energia Nuclear:
-Perigo de explosão nuclear e de fugas radioactivas;
-Produção de resíduos radioactivos;
-Contaminação radioactiva e
-Poluição térmica.

Vantagens da utilização da energia Nuclear:
-A operação normal de um reactor nuclear não conduz à libertação de gases poluentes para a atmosfera;
-Existem jazidas de combustíveis que permitem a operação das centrais nucleares durante muitos anos;
-É uma energia de baixo custo.