Para iniciarmos nossa discussão sobre a influência da energia na sociedade e no ambiente, vejamos uma noticia recente sobre a atual situação do quadro energético brasileiro:

O Banco Central subiu de 14% para 16,8% sua estimativa de reajuste dos preços da energia elétrica neste ano, informação que consta na ata da última reunião do Comitê de Política Monetária (Copom) – que manteve os juros estáveis em 11% ao ano na semana passada pela terceira vez consecutiva –, divulgada nesta quinta-feira (11).

(...) O setor energético passa por uma situação mais complicada neste ano por conta da falta de chuvas. Em situações normais, quase toda a energia consumida no Brasil vem de hidrelétricas. 

http://g1.globo.com/economia/noticia/2014/09/

Analisando a notícia percebemos uma séria crise que nosso país vive: a falta de energia elétrica.

Nesta aula vamos estudar as fontes de energia disponíveis em nossa sociedade, discutindo os problemas a elas associadas e suas perspectivas, principalmente no âmbito nacional.

Como cai no Enem____________________________1. (Enem) Na avaliação da eficiência de usinas quanto à produção e aos impactos ambientais, utilizam-se vários critérios, tais como: razão entre produção efetiva anual de energia elétrica e potência instalada ou razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório. No quadro seguinte, esses parâmetros são aplicados às duas maiores hidrelétricas do mundo: Itaipu, no Brasil, e Três Gargantas, na China.

Parâmetros Itaipu Três Gargantas

Potência instalada

12.600 MW 18.200 MW

Produção efetiva de energia elétrica

93 bilhões de kWh/ano

84 bilhões de kWh/ano

Área anunciada pelo reservatório

1.400 km2 1.000 km2

Com base nessas informações, avalie as afirmativas que se seguem:

I. A energia elétrica gerada anualmente e a capacidade nominal máxima de geração da hidrelétrica de Itaipu são maiores que as da hidrelétrica de Três Gargantas.II. Itaipu é mais eficiente que Três Gargantas no uso da potência instalada na produção de energia elétrica.III. A razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório é mais favorável na hidrelétrica Três Gargantas do que em Itaipu.

É correto apenas o que se afirma ema) I b) II c) III d) I e III e) II e III

Vamos agora conhecer as outras opções e comparar os recursos renováveis e os não renováveis?

Atualmente a obtenção de energia é proveniente dos combustíveis fósseis, a principal desvantagem deles está no fato de que a queima desses combustíveis é a principal fonte de emissão de gases estufas que têm provocado um aumento do efeito estufa. Atualmente buscam-se outros meios de se obter energia que não causem a degradam ou a poluição ambiental, como as energias elétricas, eólicas, termoelétricas, termonucleares etc.

Aliados ao problema ambiental do aquecimento global têm a desigualdade na utilização de energia consumida. Dados revelam que 90% da energia mundial têm sido consumidos somente por aqueles que vivem em países desenvolvidos.

Tome Nota ⇒Matriz energética de um país é o conjunto dos recursos de energia e seu uso na sociedade.

A matriz divide-se em dois aspectos:a) Materiais usados para a produção de energia (petróleo, água, carvão mineral, gás natural, etc.) e para as tecnologias de geração, como mecânica, térmica, nuclear, solar e eólica.b) Forma do consumo: eletricidade, combustível e queima industrial e doméstica, entre outros.

O quadro que relaciona as propriedades das transformações com a obtenção de energia útil:

Fontes de Energia e Processos de Transformação de Energia

Energia Potencial

Rompimento e formação de ligações (energia química→

QUÍMICA

Prof. Elio Ferreira

Aula 18 – Energia, sociedade e meio ambiente

Química calor→ mecânica e eletricidade)a) Biomassa: álcool, óleos

vegetais, lixo urbano etc.b) Fósseis: petróleo, gás natural,

carvão mineral etc.c) Outras: hidrogênio, metanol

etc.Nuclear Energia de transformação de

núcleos atômicos (potencial nuclear→ calor→ eletricidade)

Hidrelétrica

Energia potencial da água (potencial → mecânica→ eletricidade)

Energia Solar Direta

Energia da radiação solara) Células fotovoltaicas (luz →

eletricidade)b) Aquecedor solar (luz →

calor)Eólica Energia do movimento de

massas do ar (vento): areogerador (mecânica → elétrica e mecânica)

Marítima Energia do movimento de massas da água (ondas)

a) Wavebob (energia cinética as ondas do mar → eletricidade)

b) Maremotriz (energia cinética as ondas da praia → eletricidade)

c) Maremotriz (energia potencial da diferença de mares → eletricidade)

Geotérmica Energia do calor interno da terra (calor → eletricidade)

Como cai no Enem____________________________2. (UFSCar/2014) A questão energética assume, nos dias atuais, uma enorme importância, pois o aumento do consumo energético coloca em xeque as fontes esgotáveis e poluidoras. O uso de novas fontes requer que estas sejam capazes de substituir as atuais fontes primárias e, ao mesmo tempo, sejam limpas ou menos poluidoras.Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. A energia eólica ganha importância em diversas partes do território brasileiro, mas ainda não é capaz de substituir, plenamente, as atuais fontes primárias.02. A biomassa é uma fonte energética alternativa que já era utilizada antes da Revolução Industrial.04. Em um futuro próximo, deve-se combinar diversas fontes de energia, combinação que deverá levar em consideração as condições.08. No caso brasileiro, há uma articulação bastante exitosa entre a produção energética hídrica, eólica e de biomassa, o que assegura ao sistema elétrico um potencial inesgotável.16. Tendo em vista o impacto ambiental, no Brasil, as usinas hidrelétricas estão sendo substituídas gradativamente pelas termelétricas.

32. A questão energética no Brasil não se reduz apenas ao potencial e à diversificação de sua produção, mas também à problemática ambiental que esta provoca.

A geração de energia mecânica ou elétrica a partir dessas fontes não causa poluição por emissão de substâncias, e o impacto ambiental se restringe a construção da usina.

A primeira vantagem de certa quantidade de recursos energéticos renováveis é que não produzem emissões de gases de efeito estufa nem outras emissões, ao contrário do que acontece com os combustíveis, sejam fósseis ou renováveis. Algumas fontes não emitem dióxido de carbono adicional, exceto aqueles necessários para a construção e operação, e não apresenta quaisquer riscos adicionais, tais como a ameaça nuclear.

No entanto, alguns sistemas de energias renováveis geram problemas ecológicos particulares. As desvantagens são: vencer os desafios tecnológicos para a produção em larga escala, condicionar a oferta às condições geográficas locais e ao fato de a disponibilidade de energia ser variável.

a) Solar: A energia proveniente do sol pode ser aproveitada por meio de painéis com células fotovoltaicas.

As principais vantagens são que depois de prontas para uso, não geram poluição alguma, seu impacto ambiental é insignificante e sua manutenção é bem barata.As desvantagens estão ligadas ao fato de que é necessário extrair e processar silício para produzir os painéis solares, o que gera poluição (mas que pode ser controlada); além disso, o custo ainda continua elevado (mas à medida que essa tecnologia avança, ela vem se tornando cada vez mais economicamente viável), seu rendimento é baixo, sendo de apenas 25%, principalmente porque seu sistema de armazenamento de energia é pouco eficiente, sua produção oscila conforme o clima e à noite não existe produção.

b) Eólica: Sua matéria-prima é o vento, que é captado por uma turbina de duas ou três pás, ou seja, hélices presas em um pilar, chamadas de eólias. Seu rendimento depende da rapidez e constância dos ventos na região, o que requer uma análise desses dados antes desse sistema de energia ser implantado.

As vantagens principais da energia eólica são que o impacto ambiental é praticamente nenhum, e o custo de geração de eletricidade é baixo.As desvantagens são que apesar de reduzidos, ainda há impactos ambientais na instalação das usinas, causando alteração na paisagem local; pode haver

ameaça para os pássaros se as eólias forem colocadas em suas rotas de migração, pode haver também poluição sonora e interferência em transmissões de rádio e TV.

c) Geotérmica: A energia geotérmica baseia-se na captação do vapor gerado em reservatórios de água subterrânea fervente por meio de tubos e canos apropriados. Esse vapor faz lâminas de uma turbina girar, e um gerador transforma a energia mecânica em elétrica.

Desvantagem: A energia geotérmica é muito restrita, não só geograficamente, mas algumas das suas fontes são consideradas poluentes. Isso ocorre porque a extração de água subterrânea em altas temperaturas geradas pelo arrastar para a superfície de sais minerais indesejáveis e tóxicos.

d) Maremotriz: Esse tipo de energia é produzido por meio da instalação de turbinas perto dos mares, em que se produzirá energia elétrica por meio da energia potencial das ondas do mar.

Desvantagem o seu rendimento é baixo e o fornecimento de energia não é contínuo.

e) Hidráulica: Esse tipo de energia é bem conhecido, sendo que ela é proveniente do movimento das águas.

Vantagens: O seu rendimento é muito superior aos que foram mencionados até aqui. Desvantagens: Os impactos ambientais são imensos, incluindo destruição de ecossistemas, alteração de paisagens, alagamentos, bloqueio nos rios e deslocamento da população que morava no local onde a usina foi construída.

f) Nuclear: De maneira resumida podemos dizer que no reator nuclear ocorre uma reação de fissão nuclear, que libera uma quantidade colossal de energia na forma de calor. Esse calor faz a água ferver, sendo que seu vapor aciona uma turbina geradora, que produz eletricidade.

Vantagens: A maior vantagem desse tipo de energia é a grande quantidade de energia elétrica que é gerada. Além de limpa, pois não causa poluição pela emissão de substâncias.Desvantagens: Apesar desse tipo de energia envolver altos riscos de contaminação, isso só acontece se houver acidentes ou se o lixo atômico não tiver um tratamento e destino corretos. Ainda há o custo elevadíssimo para sua implementação e o fato de que a água quente que volta para os rios e lagos pode causar poluição térmica.

g) Biomassa: Inclui o uso de matéria orgânica, tais como restos de madeira, colheita, plantas, alimentos, animais e algas. Esse material orgânico pode ser transformado em combustíveis sólidos, líquidos e gasosos.⇒ A biomassa é constituída principalmente por elementos como carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, estando o enxofre em menores proporções.

O etanol, por exemplo, é produzido a partir da cana-de-açúcar, do milho, entre outras fontes. O biodiesel é outro exemplo, podendo ser produzido a partir de gorduras animais ou óleos vegetais, tais como o de soja, de amendoim, de algodão, de lama (dendê), de girassol, de mamona etc.

Vantagens: Esses biocombustíveis representam uma melhoria dos gases de carbono emitidos para a atmosfera, minimizando o problema do efeito estufa e do aquecimento global, além de apresentar menor teor de enxofre. Desvantagens: causam desmatamento e aplicação de monoculturas.

01. (Enem/2009) A economia moderna depende da disponibilidade de muita energia em diferentes formas, para funcionar e crescer. No Brasil, o consumo total de energia pelas indústrias cresceu mais de quatro vezes no período entre 1970 e 2005.Enquanto os investimentos em energias limpas e renováveis, como solar e eólica, ainda são incipientes, ao se avaliar a possibilidade de instalação de usinas geradoras de energia elétrica, diversos fatores devem ser levados em consideração, tais como os impactos causados ao ambiente e às populações locais.

RICARDO, B.; CAMPANILI, M. Almanaque Brasil Socioambiental.São Paulo: Instituto Socioambiental, 2007 (adaptado).

Em uma situação hipotética, optou-se por construir uma usina hidrelétrica em região que abrange diversas quedas d’água em rios cercados por mata, alegando-se que causaria impacto ambiental muito menor que uma usina termelétrica. Entre os possíveis impactos da instalação de uma usina hidrelétrica nessa região, inclui-sea) a poluição da água por metais da usina.b) a destruição do habitat de animais terrestres.c) o aumento expressivo na liberação de CO2 para a atmosfera.d) o consumo não renovável de toda água que passa pelas turbinas.e) o aprofundamento no leito do rio, com a menor deposição de resíduos no trecho de rio anterior à represa.

02. (Enem/2009) A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a

A TEORIA NA PRÁTICA

produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficiência geral será igual ao produto das eficiências das etapas individuais. A entrada de energia que não se transforma em trabalho útil é perdida sob formas não utilizáveis (como resíduos de calor).

Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia implica economizar recursos e combustíveis. Das propostas seguintes, qual resultará em maior aumento da eficiência geral do processo?a) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força.b) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade.c) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas moradias.d) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o material condutor.e) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias.

03. (Enem/2009) O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa. Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura etanol/água com concentração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100 kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massaa) de 0%. b) de 8,0%.c) entre 8,4% e 8,6%. d) entre 9,0% e 9,2%.e) entre 13% e 14%.

04. (Enem) "A idade da pedra chegou ao fim, não porque faltassem pedras; a era do petróleo chegará igualmente ao fim, mas não por falta de petróleo".

       Xeque Yamani, Ex-ministro do Petróleo da Arábia Saudita. "O Estado de S. Paulo", 20/08/2001.

Considerando as características que envolvem a utilização das matérias-primas citadas no texto em diferentes contextos histórico-geográficos, é correto afirmar que, de acordo com o autor, a exemplo do que aconteceu na Idade da Pedra, o fim da era do Petróleo estaria relacionadoa) à redução e esgotamento das reservas de petróleo.b) ao desenvolvimento tecnológico e à utilização de novas fontes de energia.c) ao desenvolvimento dos transportes e conseqüente aumento do consumo de energia.d) ao excesso de produção e conseqüente desvalorização do barril de petróleo.e) à diminuição das ações humanas sobre o meio ambiente.

05. (ENEM/1999) O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.

De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a:a) 4 x 10-9 b) 2,5 x 10-6

c) 4 x 10-4 d)2,5 x 10-3

e) 4 x 10-2