O uso de energia no Brasil e no mundo

A importância da energia

Somos dependentes total da eletrecidade e do uso das fontes de energia. No mundo atual a energia elétrica é indispensável para a sociedade, e seu uso se deve muito ao baixo custo de produção, facilidade de transporte e, relativa, baixa perda na conversão para outros tipos de energia. Atualmente a eletricidade é de tamanha importância que quando ocorre algum imprevisto no seu abastecimento os hospitais, postos de gasolina e escolas usualmente possuem geradores próprios para compensar esta perda.


As fontes de energia

As fontes de energia podem ser convencionais ou alternativas. Energia convencional é caracterizada pelo baixo custo e grande impacto ambiental. Já a energia alternativa é aquela originada como solução para diminuir o impacto ambiental. Com essas duas fontes de energia, surgem também duas distinções: renováveis e não-renováveis.
Renovável: é a energia que é extraída de fontes naturais capaz de se regenerar, consequentemente inesgotável. Ex: energia solar, energia eólica, etc.
Não-renovável: é a energia que se encontra na natureza em quantidades limitadas, que com sua utilização se extingue. Ex: petróleo, carvão mineral, etc.


Fontes de energia no Brasil

No Brasil, as principais fontes de energia são: Petróleo: fornece gasolina, óleo diesel e, além disso, outros derivados são produzidos através do petróleo que são eles: parafina, querosene, solventes e outros. Energia Hidráulica: responsável por produzir energia hidrelétrica.
Energia Mineral: proporciona calor para os altos-fornos das indústrias siderúrgicas e produz eletricidade para as usinas termelétricas. Biocombustível: um dos principais é o álcool, que é bastante utilizado nos automóveis.


Carvão mineral

O carvão mineral foi a principal fonte de energia do séculos XVII e XIX. Atualmente, o carvão mineral é a terceira mais empregada no mundo.
Possui três utilizações principais:
· Como matéria prima para a produção de aço nas usinas siderúrgicas (carvão siderúrgico);
· Na geração de energia elétrica a partir do aquecimento das caldeiras em usinas termoelétricas (carvão energético);
· Como matéria-prima do setor carboquímico na produção de inseticidas, tintas, corantes, entre outros.
Os principais produtores de carvão no mundo são: China, Estados Unidos, Rússia, índia, Alemanha, Austrália, Polônia, África do Sul, Canadá e Indonésia.
Existem doze entrepostos instalados no brasil com capacidade de armazenar 8 milhões de toneladas de carvão mineral, sendo que o de Tubarão – SC, é para seis milhões de toneladas, ocupando uma área de 120 hectares.


A formaçao do carvão

O carvão, por ser resistente, e ser formado por resíduos de densas florestas que cobriram a Terra há milhões de anos, leva em média 60 mil anos para ser formado. Em geral, as raízes e as arvores queimadas com o tempo a vários anos atrás, com o calor e a pressão foram lentamente transformados em carvão.
Podemos considerar as seguintes fases da formação do carvão:
· Antracito: mais antigo (era Paleozóica) e mais raro: 95% de teor de carbono, portanto com maior poder calorífico.
· Hulha: da era Peleozóica, com menos teor de carbono que o antracito, também denominado carvão-de-pedra ou mineral, é o mais consumido mundialmente.
· Linhito: menos antigo que a hulha (era Mesozóica e Terciária), queima-se com facilidade, apesar do alto teor de umidade. Possui uma cor que vai do castanho ao preto.
· Turfa: o primeiro estágio de formação do carvão ( período Quartenário). É leve, com alto teor de umidade de pouco poder calorífico, pois é o mais recente e o menos transformado.


Petróleo

O petróleo é um recurso natural abundante, porém sua pesquisa envolve elevados custos e complexidade de estudos. É também atualmente 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, sobretudo no Oriente Médio.
Além de gerar a gasolina que serve de combustível para grande parte dos automóveis que circulam no mundo, vários produtos são derivados do petróleo como, por exemplo, a parafina, GLP, produtos asfálticos, nafta petroquímica, querosene, solventes, óleos combustíveis, óleos lubrificantes, óleo diesel e combustível de aviação.


Gasoduto Brasil-Bolívia

As tubulações responsáveis pelo envio de gás natural das fontes produtoras até os consumidores recebem o nome de gasoduto. O Brasil possui o gasoduto Bolívia – Brasil.
São tubulações de diâmetro elevado, operando em alta pressão que transportam gás natural da Bolívia (produtor) para alguns Estados brasileiros (consumidores).


Gás natural

Depois de tratado e processado, o gás natural pode ser utilizado nas indústrias, residências, automóveis e comércio. Nas indústrias, sua utilização ocorre, principalmente, para a geração de eletricidade. Nas residências, o gás natural é usado para o aquecimento ambiental e de água. Nos automóveis, essa fonte energética substitui os combustíveis (gasolina, álcool e diesel).
No comércio, sua utilização se dá principalmente para o aquecimento ambiental. Atualmente a utilização do gás natural corresponde a 18% do consumo energético mundial.


A formação do petróleo

O petrólio é uma substância com aspecto característico e cujo cor varia do preto ao marom-escuro. Hoje se acredita se que ele tenha se originado da composição de seres que vivem em suspensão em águas doces e salgadas. A ação de bactérias e a pouca oxigenação teriam formado, no fundo dos mares uma mistura de lama e areia.
Com o movimento da crosta terrestre, essa mistura seria transformada em petróleo ou gás natual. A rocha onde o petróleo é formado chama-se rocha matriz. O petróleo migra intão, para terrenos onde possa se alojar (rochas porosas) como arenito ou calcário. Esses locais são bacias sedimentares, onde são encontradas as jazidas petrolíferas. Nas partes mais altas , fica o gás natural e, nas mais profudas, o petróleo.


Energia elétrica

É uma forma de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos. Mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia.
É uma das formas de energia que o homem mais utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de transporte, baixo índice de perda energética durante conversões.


As hidrelétricas

É um complexo arquitetônico, um conjunto de obras e de equipamentos, que tem por finalidade produzir energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.
Dentre os países que usam essa forma de se obter energia, o Brasil se encontra apenas atrás do Canadá e dos Estados Unidos, sendo, portanto, o terceiro maior do mundo em potencial hidrelétrico.
As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético, alguns tipos de impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas, aumento no nível dos rios, em algumas vezes pode mudar o curso do rio represado, podendo, ou não, prejudicar a fauna e a flora da região. Todavia, é ainda um tipo de energia mais barata do que outras como a energia nuclear e menos agressiva ambientalmente do que a do petróleo ou a do carvão, por exemplo.


As termoelétricas

Termoelétricas são instalações industriais usadas para geração de energia elétrica a partir da energia liberada em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou não renovável.
As Usinas termoelétricas mais conhecidas como usinas térmicas são as preferidas no mundo todo, pela sua versatilidade. São de construção simples e rápida, podem ser instaladas junto aos centros de consumo e dispensam linhas de transmissão de longo percurso.
Nos países de primeiro mundo, cerca de 70% da energia elétrica é produzida em usinas desse tipo.
O custo de produção do quilowatt é maior (o dobro, em média) que o de uma usina hidrelétrica porém bem menor que o de uma usina nuclear.
Chamam-se termoelétricas por que são constituídas de 2 partes, uma térmica onde se produz muito vapor a altíssima pressão e outra elétrica onde se produz a eletricidade.


Energia nuclerar

Energia nuclear é a energia liberada numa reação nuclear, ou seja, em processos de transformação de núcleos atômicos.
Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de se transformar em outros isótopos ou elementos através de reações nucleares, emitindo energia durante esse processo.
A tecnologia nuclear tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear, convertendo o calor emitido na reação em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente em reator nuclear ou descontroladamente em bomba atômica, em outras aplicações aproveita-se da radiação ionizante emitida.
Os principais produtores de energia nuclear são os países europeus. Atualmente, de acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica, cerca de 7% de toda energia produzida no mundo são oriundas das usinas nucleares.


As fontes de energia do futuro

Em menos de 20 anos o hidrogênio poderá se tornar a principal fonte de energia, com usos tão díspares que iriam dos telefones celulares à calefação, passando pelos transportes, segundo cientistas franceses.
Pode-se produzir hidrogênio a partir de uma grande variedade de fontes, entre elas o gás natural, o carvão ou a água. A fonte de energia também apresenta a vantagem de não produzir gases que provocam o efeito estufa e podem ser usados no setor de transporte.
Em dois ou três anos, segundo os especialistas, os telefones celulares também começarão a ser equipados com pilhas deste tipo de combustível.
Além disso, prevêem a existência de frotas de veículos alimentados por hidrogênio nas estradas mundiais.


Biomassa

Biomassa é a matéria orgânica utilizada na produção de energia. Nem toda a produção primária do planeta passa a incrementar a biomassa vegetal, pois parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema na sua própria manutenção. As vantagens do uso da biomassa na produção de energia são o baixo custo, o fato de ser renovável, permitir o reaproveitamento de resíduos e ser bem menos poluente que outras fontes de energia como o petróleo ou o carvão.
As biomassas mais utilizadas são: a lenha (já representou 40% da produção energética primária no Brasil), o bagaço da cana-de-açúcar, galhos e folhas de árvores, papéis, papelão, etc.
A biomassa é o elemento principal de diversos novos tipos de combustíveis e fontes de energia como o bio-óleo, o biogás, o BTL e o biodiesel. A renovação da biomassa ocorre através do ciclo do carbono. A queima da biomassa ou de seus derivados provoca a liberação de CO2 na atmosfera. As plantas, através da fotossíntese, transformam esse CO2 nos hidratos de carbono, liberando oxigênio.
Assim, a utilização da biomassa, desde que não seja de forma predatória, não altera a composição da atmosfera. A biomassa se destaca pela alta densidade energética e pelas facilidades de armazenamento, conversão e transporte. A semelhança entre os motores com utilização de biomassa e os que utilizam energias fósseis é outra vantagem. Dessa forma, a substituição das formas de obtenção de energia não teria impacto tão grande na indústria automobilística.


O biodiesel

Biodiesel é uma alternativa aos combustíveis derivado do petróleo. Pode ser usado em carros e qualquer outro veículo com motor diesel. Fabricado a partir de fontes renováveis (girassol, soja, mamona), é um combustível que emite menos poluentes que o diesel.
Processo de produção do biodiesel: molécula de óleo vegetal é formada por três moléculas de ácidos graxos ligadas a uma molécula de glicerina, o que faz dele um triglicídio. O processo para a transformação do óleo vegetal em biodiesel chama-se transesterificação.
O biodiesel no brasil apresenta grandes vantagens para produção de biocombustíveis, pois apresenta geografia favorável, situa-se em uma região tropical, com altas taxas de luminosidade e temperaturas médias anuais.
Associada a disponibilidade hídrica e regularidade de chuvas, torna-se o país com maior potencial para produção de energia renovável.


Energia eólica

A energia produzida pelo vento é um recurso energético natural que pode ser aproveitado com um investimento reduzido, é especialmente rentável em locais com muito vento. Um gerador eólica caseiro é algo possível de fazer sem custos muito elevados.
As diferenças de pressão atmosférica causadas pelo aquecimento diferencial terrestre provocam deslocação de massas de ar (vento), a deslocação destas massas de ar são influenciadas pelas condições atmosféricas (intensidade e direção) por obstáculos e condições do solo.
O aproveitamento da energia cinética do vento é efetuada através de turbinas eólicas acopladas a geradores. A este conjunto turbina-gerador é habitualmente chamado aerogerador.
Existem vários tipos de turbinas eólicas cujas as diferenças incidem essencialmente na direção do eixo de rotação (vertical e horizontal), forma e número de pás que constituem o rotor.
Quando exposto a vento suficiente, um aerogerador produz corrente alternada (CA). Depois de retificada (CC) esta corrente é usada para carregar de baterias e posteriormente convertida em corrente alterna. Todos os aerogeradores vêm com o seu próprio sistema de controle de carga (A, B).
Tal como a energia solar a energia eólica é uma energia limpa, a sua inclusão em áreas ventosas em ambientes domésticos pode rapidamente trazer o retorno do investimento efetuado. Pode funcionar em simultâneo com módulos energéticos solares. O seu funcionamento não difere substâncialmente, a energia captada por um aerogerador carrega um conjunto de baterias.


Energia solar

Energia solar é aquela proveniente do Sol (energia térmica e luminosa), esta energia é captada por painéis solares, formados por células fotovoltáicas, e transformada em energia elétrica ou mecânica. A energia solar também é utilizada, principalmente em residências, para o aquecimento da água.
A energia solar é considerada uma fonte de energia limpa e renovável, pois não polui o meio ambiente e não acaba.
A energia solar ainda é pouco utilizada no mundo, pois o custo de fabricação e instalação dos painéis solares ainda é muito elevado. Outro problema é a dificuldade de armazenamento da energia solar.
Os países que mais produzem energia solar são Japão, Estados Unidos e Alemanha.


A energia das marés ou mareomotriz

A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para a transformar são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem. Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes.
Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés.


A energia do centro da terra ou geotérmica

Energia geotérmica é aquela proveniente do calor do centro da terra. A possibilidade de utilizar essa força para produzir energia elétrica é testada desde o início do século XX, com a primeira usina entrando em operação efetiva em 1913, em Lardello, na Itália.
O funcionamento de uma usina geotérmica consiste em injetar água até uma camada profunda da crosta terrestre, fazendo o líquido voltar aquecido em velocidade suficiente para mover turbinas. Também são aproveitados gêiseres naturais que brotam na superfície ou são feitas perfurações até as "caldeiras naturais" subterrâneas.
Hoje, há experiências efetivas de produção de energia elétrica a partir do calor da terra na Itália, Estados Unidos, México, Japão, Filipinas, Quênia, Islândia, Nova Zelândia e Portugal, nas ilhas vulcânicas do arquipélago de Açores.
Os avanços tecnológicos têm favorecido a expansão da energia geotérmica tanto em grandes usinas quanto em pequenas centrais para aquecimento de água.
Um dos principais fatores para a sua expansão tem sido o estímulo a se substituir o consumo de combustíveis derivados de petróleo para a produção de energia elétrica em centrais termolétricas. Por outro lado, a água vinda do interior da terra traz gases corrosivos, como o gás sulfídrico, que além de prejudicarem o meio ambiente quando liberados na atmosfera podem causar a rápida deterioração dos equipamentos da usina, além do seu cheiro desagradável.
Outro fator ambiental preocupante, o assoreamento do solo, também está sendo estudado para ser superado através do uso de técnicas mais modernas de extração da água quente do interior da terra. A tecnologia empregada na exploração de petróleo está sendo adaptada para uso em usinas geotérmicas.

Os recursos minerais do Brasil e do mundo

Minerais e minérios

Minério é um mineral que é economicamente auto-sustentável para a sua prospecção e exploração industrial. Os minerais dos quais são extraídos metais e outros produtos com vantagem económica são chamados minérios. Desse modo, dizemos que a hematita é um minério de ferro; e o ferro, por sua vez, é um metal. Já a galena é um minério de chumbo, a esfalerita é um minério de zinco, etc. Os minérios mais comuns ocorrem sob a forma de óxidos, sulfetos, silicatos ou por metais nativos, associados (ou não) a outros minerais como, por exemplo, cobre e ouro.
Mineral é um corpo natural sólido e cristalino formado em resultado da interacção de processos físico-químicos em ambientes geológicos. Cada mineral é classificado e denominado não apenas com base na sua composição química, mas também na estrutura cristalina dos materiais que o compõem. Em resultado dessa distinção, materiais com a mesma composição química podem constituir minerais totalmente distintos em resultado de meras diferenças estruturais na forma como os seus átomos ou moléculas se arranjam espacialmente (como por exemplo a grafite e o diamante).


Recursos minerais do Brasil

Brasil é muito rico em recursos minerais. Os países com maior potencial mineral são, além do Brasil: Canadá, Austrália, Federação Russa, China e Estados Unidos. Além de uma grande diversidade de minerais explorados no país (mais de 55 minerais diferentes, atualmente), o Brasil possui algumas das maiores reservas de minerais do mundo. Aproximadamente 8% das reservas de ferro do mundo estão no Brasil, sendo esse o principal minério extraído no país.
Outro mineral, o nóbio, tem suas maiores reservas ocidentais no Brasil. Os principais minérios encontrados no Brasil são: ferro, bauxita, cobre, cromo, ouro, estanho, níquel, manganês, zinco, potássio, entre outros.


Minerais metálicos

Os recursos minerais mais abundantes são: o cobre (Cu), o alumínio (Al), o zinco (Zn), o ferro (Fe) e o chumbo (Pb); por outro lado, o ouro, a prata (Ag), e a platina são os mais escassos na Natureza. Quando estes elementos químicos se encontram concentrados em determinados locais, com um teor várias vezes superior ao clarke, poderemos estar na presença de um jazigo mineral.
O material que, num jazigo mineral, é aproveitável designa-se por minério. O material que, no mesmo jazigo mineral, é rejeitado designa-se por ganga ou estéril.
Recursos minerais não metálicos: Estes recursos são relativamente abundantes na Natureza. Constituem para as sociedades modernas, substâncias que devem ser consideradas, como bens de primeira necessidade. Assim, mesmo sem o Homem se aperceber, materiais como as areias, o granito, o basalto ou o mármore são fundamentais para o seu bem-estar. Portugal é um país relativamente rico em recursos minerais não metálicos, estes assumem particular importância, como materiais de construção e de ornamentação, nomeadamente o xisto, o granito, o basalto, o mármore, o calcário, as areias e as argilas.


Referências bibliográficas

ALMEIDA, Lúcia Marina Alves de.Geografia geral e do Brasil. Ed. Ática, São Paulo, 2005.
Páginas na web:
http://www.biodieselbr.com/biodiesel/biodiesel.htm
http://www.brasilescola.com/geografia/biomassa.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9trica

Integrandes do grupo: Ântony Vinícius Bartochak*, Eric Micael Heck e Josué de lima