Energias alternativas (renováveis e não renováveis)
As energias são classificadas como renováveis e não renováveis. Entre as renováveis estão a eólica, a solar ou fotovoltaica e a hídrica. Nas não renováveis estão o carvão, o petróleo e o gás natural. Energias renováveis são aquelas que são produzidas na Natureza a um ritmo maior do que a humanidade as consome. As não renováveis são aquelas que são produzidas a um ritmo menor que o consumo da humanidade. Em baixo vamos referir alguns tipos de energia renováveis e não renováveis, energias alternativas.
Energia eléctrica
É obtida a partir de uma massa de água. Pode manifesta-se na Natureza através de fluxos, como um rio, e pode ser aproveitada a partir de um desnível ou uma queda de água. Pode ser convertida em energia mecânica.
Para que a energia seja gerada de forma contínua é necessário que haja um fluxo de água. Embora se possa usar um reservatório de água, como um lago, deve haver uma adição de água constante, caso contrário haverá uma redução do nível de água e com o tempo a diminuição da potência gerada.
Energia maré-motriz
É um modo de geração de electricidade através da utilização da energia contida no movimento de massas de água devido ás marés. Podem ser obtidos dois tipos de energia maré-motriz: energia cinética das correntes devido às marés, e energia potencial pela diferença da altura entre a maré-alta e a maré baixa.
As gigantescas massas de água, que cobrem 2/3 do Planeta, constituem o maior colector de energia solar imaginável. As marés também representam uma tentadora fonte energética. Juntamente com a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar hoje e no futuro.
Energia térmica
É obtida pela queima de combustíveis como o carvão, óleo, derivados do petróleo e, actualmente, também se utiliza a cana-de-açúcar (biomassa).
O combustível aquece a água, transformando-a em vapor. Este vapor é conduzido a alta pressão por uma tubulação e faz girar as pás da turbina, que está ligada ao gerador. Em seguida o vapor é resfriado retomando o seu estado líquido, e a água é reaproveitada, para ser novamente vaporizada.
São necessários vários cuidados neste tipo de centrais: os gases provenientes da queima do combustível devem ser filtrados, evitando a poluição da atmosfera local; a água aquecida precisa ser esfriada antes de ser devolvida para os rios porque várias espécies aquáticas não resistem a altas temperaturas.
Energia nuclear
É obtida através da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, libertando uma grande quantidade de energia.
O que é o urânio enriquecido??? – Sabemos que um átomo é constituído por um núcleo onde se situam dois tipos de partículas: os protões que possuem cargas positivas e os neutrões que não têm carga eléctrica. Em torno do núcleo, há uma região denominada electrosfera, onde se situam os electrões que têm cargas negativas. Átomos do mesmo elemento químico que possuem o mesmo número de protões e diferentes números de neutrões são chamados de isótopos. O urânio possui dois isótopos: 235U e 238U. O 235U é o único capaz de sofrer fissão. Na Natureza só é possível encontrar 0,7% deste tipo de isótopo. Para que seja usado numa central é necessário enriquecer o urânio natural. Um dos métodos é “filtrar” o urânio através de membranas muito finas. O 235U é mais leve e atravessa as membrana primeiro do que o 238U. Esta operação tem de ser repetida várias vezes e é muito cara e complexa.
O urânio é colocado em cilindros metálicos no núcleo do reactor que é constituído por um material moderador (normalmente grafite) para diminuir a velocidade dos neutrões emitidos pelo urânio em desintegração, permitindo as reacções em cadeia. O resfriamento do reactor do núcleo é realizado através de líquido ou gás que circula através de tubos, pelo seu interior. Este calor retirado é transferido para uma segunda tubulação onde circula água. Por aquecimento esta água transforma-se em vapor (a temperatura chega a 320º) que vai movimentar as pás das turbinas que movimentarão o gerador, produzindo electricidade.
Depois este vapor é liquefeito e reconduzido para a tubulação, onde é novamente aquecido e vaporizado.
Energia geotérmica
É a energia produzida de rochas derretidas no subsolo (magma) que aquecem a água subterrânea.
As centrais aproveitam esta energia para produzir água quente e vapor. O vapor acciona as turbinas que geram quase 3 milhões de joules de energia eléctrica por segundo e a água quente percorre tubulações até chegar às casas.
Energia eólica
Os moinhos usam a energia dos ventos, não para gerar electricidade, mas para realizar trabalho, como bombear água e moer grãos.
A energia eólica é produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia eléctrica. Esta conversão de energia é realizada por um aerogerador que consiste num gerador ligado a um eixo que gira através da incidência do vento nas pás da turbina.
A turbina eólica horizontal é formada essencialmente por um conjunto de duas ou três pás impulsionadas por forças de sustentação, accionando geradores que operam a velocidade variável, para garantir uma alta eficiência de conversão.
Energia solar ou fotovoltaica
É fornecida por painéis que contêm células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do Sol geram energia eléctrica. 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 directa da energia solar em energia eléctrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico ocorre quando, que consiste na geração de uma diferença de potencial eléctrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fotões incidem sobre átomos provocando a emissão de electrões, gerando corrente eléctrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar desce quando a sua temperatura aumenta.
O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em energia eléctrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos electrónicos existentes em foguetes, satélites e astro naves.
Carvão mineral
Carvão Mineral é um combustível fóssil natural extraído da terra por processos de mineração. É um mineral de cor preta ou marrom prontamente combustível. É composto principalmente por átomos de carbono e magnésio sob a forma de calafetes. Dos diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob a forma fossilizada, acredita-se que o carvão mineral é o mais abundante. O carvão mineral é formado por troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes que cresceram há cerca de 250 milhões de anos em pântanos rasos. Essas partes vegetais, após expirarem, depositam-se no fundo lodoso e ficam encobertas. O tempo e a pressão da terra que se vai acumulando sobre o material transformam-no numa massa negra homogénea – as jazidas de carvão. A partir da época dos grandes descobrimentos, o carvão mineral foi substituindo a lenha, até então considerada como a principal fonte de energia utilizada pelo Homem. A combustão directa do carvão, para produção de vapor, foi o principal agente para o progresso da humanidade em direcção à industrialização.
Gaseificação do carvão
A gaseificação do carvão é praticada desde a primeira metade do século XIX e tem como finalidade converter o carvão mineral em combustível sintético de aplicação directa na produção de energia. Existem diversos processos industriais de gaseificação do carvão. Os impactos ambientais e riscos aos operários nas centrais são aqueles relacionados à mineração e transporte do minério e, também, aos problemas do processamento, como riscos de incêndio e exposição humana a agentes cancerígenos, e exposição a altas temperaturas.
Petróleo
O petróleo é encontrado tanto no subsolo marinho como terrestre sobretudo ao longo de grandes estruturas presentes na crosta terrestre, sendo falhas profundas que comunicam com o manto da Terra, isto é, zonas de subducção, colisão continental (limites de placas convergentes) ou riftes (limites de placas divergentes). Nesses locais formam-se bacias sedimentares que possuem rochas permeáveis e rochas impermeáveis. As reactivações tectónicas ocorridas ao longo da evolução das bacias sedimentares permitem a ascensão de hidrocarbonetos primários através de importantes falhas. As bactérias interagem com os hidrocarbonetos acumulados e podem resultar óleos com diversos tipos de qualidades (leves ou pesados). Do petróleo derivam vários elementos, como por exemplo:
Lubrificantes: minerais, graxos, sintéticos;
Combustíveis à gasolina, óleo diesel, óleo combustível, querosene de aviação, gases naturais.
Elementos para petroquímica: nafta, gasóleo.
Outros: solventes, asfalto, parafinas.
O petróleo é sem dúvida alguma é a maior fonte de energia utilizada pelo Homem na actualidade.
Gás natural
O gás natural é uma mistura de gases encontrada frequentemente em combustíveis fósseis, isolado ou acompanhado ao petróleo. Ainda que a sua composição seja diferente, dependendo da fonte da qual é extraído, é composto principalmente por metano em quantidades que podem superar 90 ou 95%, contém também outros gases como nitrogénio, etano, CO2 ou restos de butano ou propano.
É utilizado como combustível tanto em indústrias, como em casas e automóveis. É considerado uma fonte de energia mais limpa que os derivados do petróleo e o carvão. Alguns dos gases de sua composição são eliminados porque não possuem capacidade energética (nitrogénio ou CO2) ou porque podem deixar resíduos nos condutores devido ao seu alto peso molecular. Podem ser utilizado em:
Combustível: A sua combustão é limpa e dá uma vida mais longa aos equipamentos que utilizam o gás e menor custo de manutenção.
Automóveis: Utilizado para motores de autocarros, automóveis e caminhões substituindo a gasolina pode ser até 70% mais barato que outros combustíveis e é menos poluente.
Industrial: Utilizada em indústrias para a produção de metanol, amónia e ureia.
A utilização do gás natural como fonte energética tem aumentado nos últimos tempos.
Energia eléctrica
É obtida a partir de uma massa de água. Pode manifesta-se na Natureza através de fluxos, como um rio, e pode ser aproveitada a partir de um desnível ou uma queda de água. Pode ser convertida em energia mecânica.
Para que a energia seja gerada de forma contínua é necessário que haja um fluxo de água. Embora se possa usar um reservatório de água, como um lago, deve haver uma adição de água constante, caso contrário haverá uma redução do nível de água e com o tempo a diminuição da potência gerada.
Energia maré-motriz
É um modo de geração de electricidade através da utilização da energia contida no movimento de massas de água devido ás marés. Podem ser obtidos dois tipos de energia maré-motriz: energia cinética das correntes devido às marés, e energia potencial pela diferença da altura entre a maré-alta e a maré baixa.
As gigantescas massas de água, que cobrem 2/3 do Planeta, constituem o maior colector de energia solar imaginável. As marés também representam uma tentadora fonte energética. Juntamente com a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar hoje e no futuro.
Energia térmica
É obtida pela queima de combustíveis como o carvão, óleo, derivados do petróleo e, actualmente, também se utiliza a cana-de-açúcar (biomassa).
O combustível aquece a água, transformando-a em vapor. Este vapor é conduzido a alta pressão por uma tubulação e faz girar as pás da turbina, que está ligada ao gerador. Em seguida o vapor é resfriado retomando o seu estado líquido, e a água é reaproveitada, para ser novamente vaporizada.
São necessários vários cuidados neste tipo de centrais: os gases provenientes da queima do combustível devem ser filtrados, evitando a poluição da atmosfera local; a água aquecida precisa ser esfriada antes de ser devolvida para os rios porque várias espécies aquáticas não resistem a altas temperaturas.
Energia nuclear
É obtida através da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, libertando uma grande quantidade de energia.
O que é o urânio enriquecido??? – Sabemos que um átomo é constituído por um núcleo onde se situam dois tipos de partículas: os protões que possuem cargas positivas e os neutrões que não têm carga eléctrica. Em torno do núcleo, há uma região denominada electrosfera, onde se situam os electrões que têm cargas negativas. Átomos do mesmo elemento químico que possuem o mesmo número de protões e diferentes números de neutrões são chamados de isótopos. O urânio possui dois isótopos: 235U e 238U. O 235U é o único capaz de sofrer fissão. Na Natureza só é possível encontrar 0,7% deste tipo de isótopo. Para que seja usado numa central é necessário enriquecer o urânio natural. Um dos métodos é “filtrar” o urânio através de membranas muito finas. O 235U é mais leve e atravessa as membrana primeiro do que o 238U. Esta operação tem de ser repetida várias vezes e é muito cara e complexa.
O urânio é colocado em cilindros metálicos no núcleo do reactor que é constituído por um material moderador (normalmente grafite) para diminuir a velocidade dos neutrões emitidos pelo urânio em desintegração, permitindo as reacções em cadeia. O resfriamento do reactor do núcleo é realizado através de líquido ou gás que circula através de tubos, pelo seu interior. Este calor retirado é transferido para uma segunda tubulação onde circula água. Por aquecimento esta água transforma-se em vapor (a temperatura chega a 320º) que vai movimentar as pás das turbinas que movimentarão o gerador, produzindo electricidade.
Depois este vapor é liquefeito e reconduzido para a tubulação, onde é novamente aquecido e vaporizado.
Energia geotérmica
É a energia produzida de rochas derretidas no subsolo (magma) que aquecem a água subterrânea.
As centrais aproveitam esta energia para produzir água quente e vapor. O vapor acciona as turbinas que geram quase 3 milhões de joules de energia eléctrica por segundo e a água quente percorre tubulações até chegar às casas.
Energia eólica
Os moinhos usam a energia dos ventos, não para gerar electricidade, mas para realizar trabalho, como bombear água e moer grãos.
A energia eólica é produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia eléctrica. Esta conversão de energia é realizada por um aerogerador que consiste num gerador ligado a um eixo que gira através da incidência do vento nas pás da turbina.
A turbina eólica horizontal é formada essencialmente por um conjunto de duas ou três pás impulsionadas por forças de sustentação, accionando geradores que operam a velocidade variável, para garantir uma alta eficiência de conversão.
Energia solar ou fotovoltaica
É fornecida por painéis que contêm células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do Sol geram energia eléctrica. 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 directa da energia solar em energia eléctrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico ocorre quando, que consiste na geração de uma diferença de potencial eléctrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fotões incidem sobre átomos provocando a emissão de electrões, gerando corrente eléctrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar desce quando a sua temperatura aumenta.
O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em energia eléctrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos electrónicos existentes em foguetes, satélites e astro naves.
Carvão mineral
Carvão Mineral é um combustível fóssil natural extraído da terra por processos de mineração. É um mineral de cor preta ou marrom prontamente combustível. É composto principalmente por átomos de carbono e magnésio sob a forma de calafetes. Dos diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob a forma fossilizada, acredita-se que o carvão mineral é o mais abundante. O carvão mineral é formado por troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes que cresceram há cerca de 250 milhões de anos em pântanos rasos. Essas partes vegetais, após expirarem, depositam-se no fundo lodoso e ficam encobertas. O tempo e a pressão da terra que se vai acumulando sobre o material transformam-no numa massa negra homogénea – as jazidas de carvão. A partir da época dos grandes descobrimentos, o carvão mineral foi substituindo a lenha, até então considerada como a principal fonte de energia utilizada pelo Homem. A combustão directa do carvão, para produção de vapor, foi o principal agente para o progresso da humanidade em direcção à industrialização.
Gaseificação do carvão
A gaseificação do carvão é praticada desde a primeira metade do século XIX e tem como finalidade converter o carvão mineral em combustível sintético de aplicação directa na produção de energia. Existem diversos processos industriais de gaseificação do carvão. Os impactos ambientais e riscos aos operários nas centrais são aqueles relacionados à mineração e transporte do minério e, também, aos problemas do processamento, como riscos de incêndio e exposição humana a agentes cancerígenos, e exposição a altas temperaturas.
Petróleo
O petróleo é encontrado tanto no subsolo marinho como terrestre sobretudo ao longo de grandes estruturas presentes na crosta terrestre, sendo falhas profundas que comunicam com o manto da Terra, isto é, zonas de subducção, colisão continental (limites de placas convergentes) ou riftes (limites de placas divergentes). Nesses locais formam-se bacias sedimentares que possuem rochas permeáveis e rochas impermeáveis. As reactivações tectónicas ocorridas ao longo da evolução das bacias sedimentares permitem a ascensão de hidrocarbonetos primários através de importantes falhas. As bactérias interagem com os hidrocarbonetos acumulados e podem resultar óleos com diversos tipos de qualidades (leves ou pesados). Do petróleo derivam vários elementos, como por exemplo:
Lubrificantes: minerais, graxos, sintéticos;
Combustíveis à gasolina, óleo diesel, óleo combustível, querosene de aviação, gases naturais.
Elementos para petroquímica: nafta, gasóleo.
Outros: solventes, asfalto, parafinas.
O petróleo é sem dúvida alguma é a maior fonte de energia utilizada pelo Homem na actualidade.
Gás natural
O gás natural é uma mistura de gases encontrada frequentemente em combustíveis fósseis, isolado ou acompanhado ao petróleo. Ainda que a sua composição seja diferente, dependendo da fonte da qual é extraído, é composto principalmente por metano em quantidades que podem superar 90 ou 95%, contém também outros gases como nitrogénio, etano, CO2 ou restos de butano ou propano.
É utilizado como combustível tanto em indústrias, como em casas e automóveis. É considerado uma fonte de energia mais limpa que os derivados do petróleo e o carvão. Alguns dos gases de sua composição são eliminados porque não possuem capacidade energética (nitrogénio ou CO2) ou porque podem deixar resíduos nos condutores devido ao seu alto peso molecular. Podem ser utilizado em:
Combustível: A sua combustão é limpa e dá uma vida mais longa aos equipamentos que utilizam o gás e menor custo de manutenção.
Automóveis: Utilizado para motores de autocarros, automóveis e caminhões substituindo a gasolina pode ser até 70% mais barato que outros combustíveis e é menos poluente.
Industrial: Utilizada em indústrias para a produção de metanol, amónia e ureia.
A utilização do gás natural como fonte energética tem aumentado nos últimos tempos.
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