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Especial: ENERGIA [01/2008]

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Há milhares de anos atrás, a energia já era um elemento de vital importância para a sobrevivência da humanidade. Quando se descobriu os benefícios que o fogo traria para a sua alimentação e proteção, o homem desenvolveu uma técnica que consistia em fazer atrito com pedaços de pedras para desencadear fagulhas que incendiassem palha seca. Logo, começou o fogo começou a ser utilizado para derreter minerais que lhe serviriam para confeccionar armas, utensílios e ferramentas para trabalho. Essa técnica talvez seja a primeira forma de produção humana de energia que conhecemos.

Pouco a pouco, o homem elaborou novas maneiras para utilizar a energia em seu benefício. Desde técnicas mais rudimentares, como o uso de animais para tracionar moendas e transportar cargas, até o desenvolvimento da máquina a vapor, invenção que foi o marco da Revolução Industrial na Europa, a sociedade só evoluiu graças ao conhecimento da aplicação das energias que estão disponíveis de diversas formas.

Energia eólica

O que é energia?

Basicamente, podemos definir energia como o potencial inato para executar trabalho ou realizar uma ação. O termo é utilizado em diferentes campos do conhecimento. Utilizamos energia para designar reações relacionadas ao calor (temperatura), ao trabalho mecânico (movimento), à luz (radiação) e à dinâmica de organismos vivos (energia biológica), entre outros.

Outra característica da energia é que ela nunca se esgota. Na realidade, ela é transformada ou transferida para outro corpo ou objeto. Exemplos: uma lâmpada converte a energia elétrica em energia luminosa; uma turbina de usina hidrelétrica transforma a energia mecânica em energia elétrica; reações nucleares de determinados elementos químicos (energia nuclear) podem se transformar em calor (energia térmica); durante a recarga de um celular que transforma a energia elétrica em energia química armazenada na bateria.

Tipos de energia

ENERGIA POTENCIAL - Essa é a energia acumulada em um objeto em relação a sua posição. Por exemplo, um arqueiro, ao esticar o seu arco, acumulará uma determinada quantidade de energia que servirá para impulsionar a flecha. Ou então, quando erguemos um martelo, estamos acumulando energia para poder bater num prego.

ENERGIA CINÉTICA - Essa é a energia que um corpo em movimento possui. Utilizando um dos exemplos anteriores, ao disparar a flecha, esta começa a ter movimento e, por conseqüência, uma determinada quantidade de energia cinética. Há duas características fundamentais em relação a esse tipo de energia: quanto mais rápido um corpo estiver se movendo, mais energia cinética terá; quanto mais massa um corpo tiver, mais energia cinética será necessária para movimentá-lo.

ENERGIA MECÂNICA - É o resultado da quantidade de energia cinética e de energia potencial disponível num sistema. Continuando no nosso exemplo, o sistema arco e flecha tem, como energia mecânica, a soma da energia potencial acumulada na tensão que o arqueiro faz no arco e a energia cinética da flecha que voa até o alvo.

ENERGIA QUÍMICA - Essa é a energia acumulada em compostos químicos, necessária em diversos processos biológicos bastante conhecidos como a fotossíntese. Nos seres humanos, por exemplo, temos processos semelhantes para transformar o que comemos em energia para realizar as atividades do dia-a-dia. A energia química também pode ser acumulada para ser convertida em energia elétrica. É o caso das baterias de veículos, pilhas e baterias de telefone celular.

ENERGIA RADIANTE - Apresenta-se em forma de ondas eletromagnéticas, como as emissões de luz, ondas de rádio, microondas, raios X, raios gama e radiação ultravioleta.

ENERGIA NUCLEAR - produzida pela fissão (“quebra”) e pela fusão (“união”) de átomos, gera basicamente calor. Muito utilizada para produção de energia nucleoelétrica, atendendo a 18% das necessidades mundiais de eletricidade. A energia nuclear também é aplicada na propulsão naval, como os submarinos nucleares.

ENERGIA ELÉTRICA - Essa energia se caracteriza por meio de um fluxo constante de elétrons. É observada sob forma de eletricidade em nossas casas ou de impulsos nervosos nos neurônios de nosso sistema nervoso e sensorial.

Placas de captação da energia do sol

Energia do nosso dia-a-dia

Necessitamos da energia elétrica em muitas situações do cotidiano: para ver TV, tomar banho quente, conservar alimentos no refrigerador, andar de metrô, usar o celular, ver as horas no relógio digital de pulso etc.

Contudo, muito antes de toda essa energia estar pronta para ser consumida no nosso dia-a-dia é necessário criar mecanismos para obtê-la. E são várias as formas de produzir energia elétrica.

Normalmente, a primeira idéia que nos vem à mente é a produção realizada pelas usinas hidrelétricas. Ela é responsável por 17% da produção mundial de eletricidade. Em termos absolutos, os maiores produtores de energia hidrelétrica no mundo são o Canadá, China, Brasil, Estados Unidos e Rússia. No Brasil, esse tipo de produção de energia elétrica representa 83% do total necessário, segundo o Balanço Energético Nacional (de 2003). A Bacia do Rio Paraná é a principal produtora (cerca de 60% do total nacional), seguida pelas bacias do São Francisco e Tocantins (16% e 12%, respectivamente).

No Brasil, há muitas usinas termelétricas em funcionamento. Elas são instalações que produzem energia elétrica a partir da queima de carvão, óleo combustível ou gás natural. A grande vantagem de uma termelétrica é a possibilidade de ser implantada junto aos grandes centros de consumo de energia, desde que sejam atendidas as normas de proteção ao meio ambiente local. Isso possibilita a redução das perdas de energia nas linhas de transmissão, assim como diminui o risco de descontinuidade do fornecimento.

As termelétricas têm um papel vital no setor energético brasileiro, principalmente em épocas de estiagem e alto consumo, períodos em que ocorre uma forte diminuição da produção das usinas hidrelétricas e, conseqüentemente, aumenta os riscos de sobrecarga no sistema (popularmente conhecido como “apagão”).

A energia eólica é um tipo de energia limpa e renovável. Antigamente, a força dos ventos era utilizada para mover moinhos ou cata-ventos para trabalhos mecânicos de bombeamento de água, moagem de grãos e extração de óleos de nozes e outros grãos.

A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi instalada em 1976, na Dinamarca. Hoje, são mais de 30 mil turbinas eólicas gerando energia no mundo. Prevê-se que em 2020, 12% de toda a energia consumida será produzida pelos ventos.

Recentemente, o uso da biomassa para geração de energia está se tornando uma solução viável e mais atraente. Entende-se como biomassa todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica de origem animal ou vegetal. A biomassa é uma forma indireta de energia solar, uma vez que essa é convertida em energia química através da fotossíntese, base dos processos biológicos dos seres vivos. Representa cerca de 14% de toda a produção mundial de energia, chegando a 60% em alguns países africanos.

Os combustíveis mais comuns da biomassa são os resíduos agrícolas, madeira e plantas, que são colhidos com o objetivo de produzir energia. O lixo municipal pode ser convertido em combustível para o transporte, indústrias e mesmo residências.

No Estado de São Paulo, é intensa a produção de biomassa energética por meio da cana-de-açúcar. O seu potencial produtivo pode ser comparável ao da energia hidrelétrica.

Também temos o biodiesel que, por sua vez, consiste em uma fonte renovável de energia e apresenta conveniências frente ao hidrogênio e ao álcool: é mais barato que o hidrogênio e sua produção é menos limitada à região sudeste, como no caso do etanol proveniente da cana-de-açúcar.

Quer ampliar seus conhecimentos sobre o tema? Então consulte os textos disponíveis para downloads sobre o tema e consultar os sites indicados no menu ao lado.

FONTE: Agência Internacional de Energia - IEA; Atlas de Energia Elétrica da ANEEL; Ambiente Brasil - Energia; Associação Européia de Energia Eólica – EWEA; Atlas do Potencial Eólico Brasileiro; Biblioteca Virtual da ONS; Biodiesel: Combustível renovável e ambientalmente correto; Ciência Hoje.