Energia das Marés

A maré é uma fonte natural de energia, não poluidora e renovável. A energia das ondas tem origem direta no efeito dos ventos, os quais são gerados pela radiação solar incidente.

As marés estão relacionadas com a posição da Lua e do Sol e do movimento de rotação da Terra.

As ondas do mar possuem energia cinética devido ao movimento da água e energia potencial devido à sua altura. O aproveitamento energético das marés é obtido através de um reservatório formado junto ao mar, através da construção de uma barragem, contendo uma turbina e um gerador. Tanto o movimento de subida quanto o de descida produz energia. A água é turbinada durante os dois sentidos da maré:

• na maré alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina e produzindo energia elétrica,
• na maré baixa, a água esvazia o reservatório passando em sentido contrário ao do enchimento através da turbina e desta maneira também produz energia elétrica.

Esta energia pode ser utilizada na produção de energia elétrica através das usinas elétricas de maré. As instalações não podem interferir com a navegação e têm que ser robustas para poder resistir às tempestades apesar de ter sensibilidade bastante para ser possível obter energia de ondas de amplitudes variáveis. A obtenção de energia através da maré é possível em áreas costeiras onde ocorrem grandes amplitudes de maré, para que ela possa vir a transformar-se em importante fonte alternativa de energia elétrica.

Atualmente existem no mundo algumas usinas geradoras de energia por maré, entre os países que a estão a França, o Canadá, a China, o Japão, a Inglaterra entre outros. No Brasil, temos cidades com grandes amplitudes de marés, como São Luís - Baía de São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros. Mas nestas regiões, infelizmente, a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento.

Bibliografia:

http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-energia-das-mares/energia-das-mares-2.php

http://www.cpfl.com.br

Energia Fotovoltaica

Não existe mágica quando o assunto é a procura de novos meios de produção de energia elétrica. Desde a crise energética que assolou nosso país, a procura por novas alternativas não pára. Um dos grandes sucessos é o uso da energia fotovoltaica. Ainda em fase de muita pesquisa, esse tipo de energia já é usada tanto em grande como em pequena escala, sendo uma das fontes de energia mais baratas – quando já instalada -, limpas e ecologicamente corretas. No Brasil é bastante usada para o aquecimento da água e ainda rara para a obtenção de energia. O principal material utilizado para a fabricação de painéis é o silício. O Brasil possui 90% das reservas mundiais de silício economicamente aproveitáveis, o que deixa o país em uma posição cômoda para investir no desenvolvimento dessa tecnologia.
Será esse o futuro da energia?

A energia fotovoltaica é fornecida de painéis contendo células fotovoltaicas ou solares que, sob a incidência do sol, geram energia elétrica. A energia gerada pelos painéis é armazenada em bancos de bateria, para que seja usada em período de baixa radiação e durante a noite. A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o sol carrega) incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.

Bibliografia:
http://www.energiaeficiente.com.br/2007/12/

Energia Eólica

A energia eólica é uma fonte de energia inesgotável e limpa – não se acaba e não polui nada. Ela se utiliza da força do vento para girar hélices que movimentam grandes turbinas, produzindo energia. Porém é preciso ter condições climáticas favoráveis – ventos fortes e constantes – para a implantação desse tipo de energia

Um aerogerador (“moinho”) pode gerar aproximadamente 1 KW de força a uma velocidade de vento típica de 23 quilômetros por hora. Para que a produção de energia se torne rentável é preciso que os aerogeradores sejam agrupados em grandes parques eólicos. Mas os moinhos também podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão

Em 2005 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia eólica era de aproximadamente 59 GW, - o suficiente para abastecer as necessidades básicas de um país como o Brasil. Existem atualmente, mais de 20 mil turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo (principalmente nos Estados Unidos).

Em alguns países a energia eólica responde por grande parcela da energia elétrica consumida: na Dinamarca esta representa 23% da produção; na Alemanha, 6% ; e em Portugal e na Espanha, 8%.

Um bom exemplo da utilização desta fonte de energia é o Estado norte-americano da Califórnia. Lá a implantação diminuiu não apenas o impacto ambiental causado pelas outras fontes comuns de energia, como também uma grande economia: com o aproveitamento dessa energia, o Estado economizou mais de 10 milhões em barris de petróleo.

O Brasil produz e exporta equipamentos para usinas eólicas, mas elas ainda são pouco usadas no país. Aqui, a energia eólica é usada mais para o bombeamento de água em sistemas de irrigação, mas não para a produção de energia elétrica – apesar do fato do Brasil ser o país da América Latina com a maior capacidade de produção de energia eólica, possuindo boas condições de vento para a instalação de aerogerados em quase todo o território.

No final de 2007 o Brasil possuía uma capacidade de produção de 247 MW, dos quais 208 MW foram instalados no decorrer de 2006 – cerca de 1% do total consumido no país.

O primeiro projeto de geração eólica no país foi desenvolvido em de Fernando de Noronha (PE), para garantir o fornecimento de energia para a ilha que antes só contava com um gerador movido a diesel. As maiores usinas no país são o Parque Eólico de Osório (RS), que produz 150 MW, e a de Rio do Fogo (Rio do Fogo-RN).

A desvantagem desta fonte de energia é que, como ela depende do vento, que é um fenômeno da natureza, e não venta o tempo todo, acontecem interrupções temporárias. Ou seja, se não há vento, não há energia. Outro problema é que, como o vento não é forte como as outras fontes de energia, o processo de produção é mais lento. Por isso na maioria das vezes a energia eólica é utilizada para complementar as usinas hidroelétricas e termoelétricas.

Autor: Chris Bueno
Data: 15/9/2008

Energia Nuclear

Os prótons têm a tendência de se repelirem, porque têm a mesma carga (positiva). Como
eles estão juntos no núcleo, comprova-se a existência de uma energia nos núcleos dos átomos
com mais de uma partícula para manter essa estrutura.
A energia que mantém os prótons e nêutrons juntos no núcleo é a ENERGIA NUCLEAR, isto é a energia de ligação dos nucleons (partículas do núcleo).

Uma vez constatada a existência da energia nuclear, restava descobrir como utilizá-la.

A forma imaginada para liberar a energia nuclear baseou-se na possibilidade de partir-se
ou dividir-se o núcleo de um átomo “pesado” , isto é, com muitos prótons e nêutrons, em
dois núcleos menores, através do impacto de um nêutron. A energia que mantinha juntos
esses núcleos menores, antes constituindo um só núcleo maior, seria liberada, na maior parte, em forma de calor (energia térmica).

A divisão do núcleo de um átomo pesado, por exemplo, do urânio-235, em dois menores, quando atingido por um nêutron, é denominada fissão nuclear.
Na usina nuclear, o urânio é formado em péletes (que tem a forma de uma pílula) com aproximadamente o mesmo diâmetro de uma moeda de 10 centavos e mais ou menos 2,5 cm de espessura. Os péletes são dispostos em hastes longas agrupadas em feixes. Os feixes são normalmente submersos em água dentro de um recipiente de pressão. A água atua como refrigerante. Para que o reator funcione, o feixe, submerso em água, deve ser levemente supercrítico. Isso significa que se deixado sozinho o urânio eventualmente superaqueceria e derreteria.
Para evitar isso, as hastes de controle feitas de material que absorve nêutrons são inseridas no feixe usando um mecanismo que pode elevar ou abaixar as hastes de controle. Elevar ou abaixar as hastes de controle permite que os operadores controlem o índice de reação nuclear. Quando um operador quer que o núcleo de urânio produza mais calor, as hastes são elevadas para fora do feixe de urânio. Para criar menos calor, as hastes são abaixadas dentro do feixe de urânio. As hastes podem ser abaixadas completamente no interior do feixe de urânio para desligar o reator no caso de um acidente ou para trocar o combustível.
O feixe de urânio atua como uma fonte de calor de altíssima energia. Ele aquece a água, que se transforma em vapor, acionando uma turbina a vapor, a qual faz girar um gerador para produzir energia.

Bibliografia:
energiaprofuturo.blogspot.com
energia-renovavel.com
energiarenovavel.webs.com

Energia Hídrica

A Energia Hidráulica é a energia cinética do movimento da água. O movimento da água é utilizado em barragens para produzir electricidade. A água presa nos reservatórios passa pela turbina criando energia mecânica que é transformada em electricidade pelo gerador.
Normalmente constroem-se diques que represam o curso da água, acumulando-a num reservatório a que se chama barragem. Esse tipo de usina hidráulica é denominado Usina com Reservatório de Acumulação. Em outros casos, existem diques que não param o curso natural da água, mas a obrigam a passar pela turbina de forma a produzir eletricidade, denominando-se Usinas a Fio de Água.
Quando se abrem as comportas da barragem, a água presa passa pelas lâminas da turbina fazendo-a girar. A partir do movimento de rotação da turbina o processo repete-se, ou seja, o gerador ligado à turbina transforma a energia mecânica em eletricidade.

A energia elétrica gerada é levada através de cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão (voltagem) elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Desta forma, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para o consumo
Quando se abrem as comportas da barragem, a água presa passa pelas lâminas da turbina fazendo-a girar. A partir do movimento de rotação da turbina o processo repete-se, ou seja, o gerador ligado à turbina transforma a energia mecânica em eletricidade.

A energia elétrica gerada é levada através de cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão (voltagem) elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Desta forma, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para o consumo.
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.
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.

Energia Geotérmica

Energia geotérmica apresenta um espectro de pesquisa e métodos de usos em diferentes fases de desenvolvimento na engenharia e na economia. Amplamente, os recursos acontecem naturalmente nas formas de vapor, água quente (aquifers) e pedras quentes e a fase de desenvolvimento é ditada pela disponibilidade natural e o custo de extração. A temperatura da água quente pode ser maior que 200 C.

Todos os recursos geotérmicos são estritamente não renováveis porque o fluxo de calor comum do centro da terra é tão pequeno (0.04 a 0.06 W/m2) comparado com a taxa de extração requerida vai operação econômica. Até mesmo em áreas excepcionais onde o fluxo de calor pode ser centenas de vezes este valor, a taxa de extração exigida para suportar a usina de algumas centenas de quilowatts levará a um gradual esgotamento do campo. O tempo de vida de um campo geotérmico é algumas décadas enquanto que a recuperação pode levar séculos. Porém, campos geotérmicos podem ser extensos e podem prover trabalho fixo por muitos anos. Em geral, custos capitais são importantes e custos correntes são tão pequenos que a energia que é usada vai para aplicações de carga básicas.

Nos últimos trinta anos, a ciência da geofísica avançou rapidamente e o nosso conhecimento da estrutura do planeta tem crescido enormemente. Em particular, a teoria das placas tectônicas permitiu uma compreensão do porque de certas regiões têm maior atividade vulcânica e sísmica do que outras. Técnicas também melhoraram. Embora as minas mais fundas estejam só a alguns quilômetros de profundidade e os buracos são geralmente perfurados à profundidade de até 10Km (e geralmente muito menos), técnicas sismológicas , junto com evidencias indiretas permitiram um conhecimento maior da forma da estrutura da terra..

Os gradientes de temperatura variam amplamente em cima da superfície da terra. Isto é o resultado do derretimento local devido a pressão e fricção e aos movimentos de placas vizinhas uma contra a outra. Sendo assim, um fluxo de magma debaixo pode acontecer. A localização das placas vizinhas também corresponde a regiões onde atividades vulcânicas são encontradas.

O calor medido perto da superfície surge do magma mas outros fatores também podem afetar o fluxo de calor e gradiente térmico. Em alguns casos, convecção de fonte de água natural perturba o padrão de fluxo de calor e em outros casos é pensado que o lançamento de gases quentes de pedra funda pode aumentar o fluxo. Outro mecanismo importante é geração de calor de isótopos radioativos de elementos tal como urânio, tório e potássio. Este mecanismo não é completamente compreendido, mas certas áreas da crosta sofreram derretimento sucessivo e recristalização com o tempo e isso conduziu à concentração destes elementos a certos níveis da crosta. Em uma menor extensão, reações químicas exotérmicas também podem contribuir para o aquecimento local.

Áreas classificadas como hipertérmicas exibem gradientes muito altos (muitas vezes tão grande quanto as áreas não térmicas) e estão normalmente perto das placas vizinhas. Áreas semi-térmicas com gradientes de 40-70 C/km podem ter anomalias na grossura da crosta em caso contrário regiões estáveis ou devido a efeitos locais como radioatividade.

.Energia geotérmica nos aqüíferos

A palavra aqüífero tem sido utilizada para indicar algumas fontes de água do solo, um sistema profundo de água quente ou campo de vapor ou como um geyser ou fumarole que quebra a superfície .Depois de discutir em alguns detalhes as tecnologias que tem sido desenvolvidas, uma breve descrição será feita para as técnicas que já estão sendo feitas.

O primeiro esforço para gerar eletricidade de fontes geotérmicas ocorreu em 1904 em Lardarello na Tuscania. Contudo, esforços para produzir uma máquina para aproveitar tais fontes foram mal sucedidos por causa dos ataques químicos que as máquina sofriam.

Em 1913 uma estação de 250 kW foi produzida com sucesso e por volta da Segunda Guerra Mundial 100 MW estavam sendo produzidos, porém foram destruídos na guerra.

Na Nova Zelandia o campo de gases de Wairakei nas ilhas do Norte foram desenvolvidos por volta de 1950 e em 1964, 192 MW estavam sendo produzidos. Este campo está agora acabando.

O campo de geysers na Califórnia estavam produzindo 500 MW de eletricidade em 1970.A exploração desse campo foi dramática , pois em 1960 somente 12 MW eram produzidos e em 1963 somente 25 MW.

México , Japão, Filipinas, Kenia e Islândia são alguns países que tem expandido a produção de eletricidade por meio geotérmico.

Impacto ambiental

Durante os anos 60 a geotermia foi considerada uma fonte de energia limpa. Ao passo que a questão ambiental entrou no centro das atenções no mundo inteiro, descobriu-se que mesmo a energia geotérmica possui potencial poluidor no local onde a usina está instalada.

Apesar dessas usinas lançarem gases tóxicos que em grandes quantidades podem levar à morte, a IGA divulga em seu site que a poluição gerada por este tipo de fonte energética no ar, água e subsolo variam entre baixa e moderada. Por isso a geotermia é considerada uma das fontes energéticas mais limpas comparada às tradicionais.

O futuro para a energia geotérmica

Existem recursos de rocha quente e seca em todos os lugares ao longo de todo o mundo a uma profundidade de 3 a 5 milhas. O futuro da energia geotérmica reside em ser capaz de chegar a esses recursos. Isso seria realizado pela perfuração de poços nas rochas em dois locais, injetando água fria em um poço antes de circulá-la pela rocha e retirando a água agora aquecida do segundo poço. Isto exigiria um processo de manter a rocha mais porosa, ou seja, quebrando ela. Uma usina experimental que utiliza rocha quente e seca existe hoje na Inglaterra.

Há também sugestões de um dia retirar energia diretamente da rocha fundida que existe embaixo da crosta da Terra. O aprofundamento de pesquisas e desenvolvimento é obviamente necessário antes que isto possa se tornar realidade, mas quando acontecer, iremos ter acesso à energia praticamente ilimitado.

Aspectos Positivos e Negativos

Todas as formas de geração de energia elétrica apresentam algum tipo de impacto ambiental. Abaixo, são apresentadas os principais benefícios e as desvantagens das usinas geotérmicas.

ASPECTOS
Positivos	Negativos
Umas das mais benignas fontes de energia. Mais barata que os combustíveis fósseis. A emissão de gases poluentes (CO2 e SO2) é praticamente nula. Produz energia independente de variações como chuvas, níveis de rios, etc. A área requerida para a instalação da usina é pequena. Estimula os negócios regionais. Pode abastecer comunidades isoladas. Baixo custo de operação, devido ao baixo custo do combustível. Geração de empregos (mão-de-obra barata e especializada).	É uma energia muito cara e pouco rentável. Pode causar deterioração ao ambiente, ainda que a reinjeção de água seja feita. Pode levar o campo geotérmica ao esgotamento. A energia deve ser posta em uso no campo geotérmico ou próximo dele. O calor perdido aumenta a temperatura do ambiente. Emissão de H2S (ácido sulfídrico) com odor desagradável, corrosivo e nocivo à saúde. Altos custos para reconhecimento e pesquisa do local.

Bibliografia:

www.fem.unicamp.br

www.brasilescola.com

www.colegiosaofrancisco.com.br

www.invivo.fiocruz.br

www.informaction.org

Carros elétricos

Uma grande evolução da indústria concerteza, vem sendo o carro elétrico. Um carro silencioso, que não polui e é mais econômico do que os atuais. Ainda são poucos os exemplares em circulação, se comparado com os movido a álcool ou gasolina, mas a tendência é que esse número aumente exponencialmente nos próximos anos. Principalmente agora, com o uso de baterias de lítio e não mais de níquel, o carro elétrico vem para combater os automóveis movidos a combustíveis fósseis. O aparecimento do carro elétrico em grande escala no Brasil será um pouco mais demorado que em outros países, mas é um grande avanço na indústria e um grande passo para a diminuição da poluição mundial.

Bibliografia: Revista Galileu especial Vestibular 2009