10º ANO – FÍSICA - Módulo Inicial

Situação energética Mundial e degradação de energia

O avanço científico e tecnológico da nossa sociedade provocou o aumento acelerado do consumo energético a nível mundial.

Os combustiveis fósseis são as fontes de energia utilizadas nas centrais térmicas.

O abastecimento energético mundial depende, em cerca de 95%, destes combustíveis.

O aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, devido ao consumo excessivo de combustíveis fósseis ou a causas naturais dificulta a dissipação energética da Terra – aumenta a temperatura média do planeta.

Os óxidos de azoto e de enxofre, emitidos pelas industrias, produzem chuvas ácidas.

PROBLEMAS ENERGÉTICOS DA ACTUALIDADE

Quais os recursos energéticos que causam menos impacto ambiental?

Actualmente, quais são as reservas existentes de energias não renováveis?

Qual é o tipo de recurso energético que poderá contribuir com maior segurança para a resolução do problema energético mundial?

As fontes de energia renováveis são a solução para a crise energética?

QUAIS AS SOLUÇÕES?

O Universo é um gigantesco reservatório de energia.

Toda a energia existente provém de reacções nucleares que ocorrem nas estrelas.

O Sol é a nossa principal fonte de energia. Emite para o espaço 4 x 1026 J em cada segundo.

A Terra é um enorme receptor de energia. Contudo, recebe apenas 1,7 x 1017 J por segundo (vinda do Sol).

A sociedade soube aproveitar as fontes energéticas primárias desde os tempos primitivos até à actualidade.

O SOL COMO FONTE DE ENERGIA

Energia eléctrica é produzida, à escala

Mundial, fundamentalmente em:

Centrais térmicas

Centrais hidroeléctricas

Centrais nucleares

As principais fontes de energia

continuam a ser

Carvão

Petróleo

Gás natural

Uranio 235

Água

Energias não renováveis

Combustíveis fósseis

carvão

petróleo

gás natural

Urânio

As fontes de energia utilizadas pelo Homem

U3O8

Consumo mundial de combustíveis fósseis

Maiores

importadores -

consumidores

de petróleo

Percentagem de utilização dos recursos

energéticos

Percentagem de consumo mundial de

petróleo por regiões

*Outras 1 - RSU (Resíduos Sólidos Urbanos), Fotovoltaica, Biogás e Biomassa

*Outras 2 - Cogeração e Microprodução

Reservas mundiais de combustíveis fósseis

Fontes de Energia não renováveis

Produção de energia - centrais nucleares

Fontes de Energia não renováveis

Reservas de Urânio

Vento

Sol

Água

Marés; ondas

Geotérmica

Hidrogénio (pilhas)

Biomassa

Fusão nuclearEnergias renováveis

Fontes de energia renováveis

ENERGIA EÓLICA (VENTO)

VANTAGENS:

•É uma energia “livre”

•Não produz poluição nas águas e no ar

•Os parques eólicos são relativamente baratos

•Os terrenos dos parques eólicos podem ter outras aplicações.

DESVANTAGENS

•Necessita de vento

constante e relativamente

intenso

•Ocupa grandes áreas

•Produz poluição sonora e

altera a morfologia da

paisagem.

Os geradores eólicos aproveitam a energia

cinética do ar em movimento, convertendo-a

em energia eléctrica.

BIOMASSA é qualquer material orgânico que pode ser

utilizado como fonte de energia. Madeira,produtos

agrícolas,resíduos sólidos,o gás dos aterros, combustíveis à

base de álcoois.

VANTAGENS

•Abundante e renovável

•Pode ser uma forma de

eliminar desperdícios

queimando-os

DESVANTAGENS

• A combustão pode

provocar poluição do ar

•Pode não ser

economicamente viável.

Energia Hídrica

Energia das marés

Energia das barragens e rios

Nas centrais hidroeléctricas, a energia cinética da

água é transferida para as pás das turbinas e depois

para os alternadores, produzindo-se energia eléctrica.

VANTAGENS

•Abundante e limpa

•Fácil de armazenar

•Permite obter energia

eléctrica relativamente

económica

•Cria áreas de lazer,

para pesca,desportos

náuticos, etc.

DESVANTAGENS

• Tem impacto ambiental

considerável

•Só está disponível onde

existem rios, barragens e

mar.

•Os melhores locais para

construção de barragens já

foram utilizado.

ENERGIA GEOTÉRMICA- existe em locais em que há

diferença significativa entre a temperatura das rochas do

subsolo e a da superfície da Terra.

VANTAGENS

•Não produz

poluição no ar nem

na água.

•Fornece energia

indefinidamente

DESVANTAGENS

• Os custos iniciais são elevados

•Os custos de manutenção são elevados

ENERGIA SOLARO Sol é a maior fonte de energia alternativa

As células fotovoltaicas ou “solares”convertem

directamente a energia da luz do Sol em energia eléctrica

Quando a luz incide numa das faces da célula,

cria-se uma diferença de potencial entre as faces,

as quais se comportam como os pólos de um

gerador eléctrico

Funcionamento de uma célula

fotovoltaica

VANTAGENS

• Fornecimento sem

restrições

• Não provoca poluição

do ar ou da água

DESVANTAGENS

•Pode não ser muito económica

•São necessários sistemas

complementares

•Dificuldades no

armazenamento da energia

•Depende das condições

meteorológicas

Energia solar

BIOGÁS

É um combustível que

resulta da decomposição

dos detritos animais e

vegetais pela acção de

bactérias no meio

anaeróbio. Da fermentação

destes detritos liberta-se

metano e dióxido de

carbono que constituem o

biogás combustível

Usado em instalações agrícolas, estufas, iluminação,

funcionamento de motores de alfaias agrícolas, bombagem de

água, etc.

ENERGIA NUCLEAR

O Sol é uma grande

fonte de energia nuclear

(por fusão)

Fusão de um núcleo de deutério

com um núcleo de tritio originando

um núcleo de hélio e um neutrão

ENERGIA NUCLEAR - Fusão

Reactor nuclear de Fusão

Reactor nuclear de

fusão, modelo de

um Tokamat, o

FEAT, de 500 MW

cuja construção se

deve realizar entre

2010 e 2020

Reacção nuclear de cisão

A fonte principal de energia nuclear é o

urânio, o qual é utilizado em reactores

nucleares sob a forma de dióxido de

urânio.

Um núcleo instável cinde-se em dois

núcleos pequenos, e são libertados dois

neutrões

Reacção nuclear de cisão

Crescimento exponencial da energia

consumida

Emissões de CO2 por sectores (UE a 27)

Partilha em percentagem, comparação de dados entre 1990 e 2005

Fonte: Agência Europeia do Ambiente, 2007

Emissões de dióxido de carbono em Portugal

Em conclusão

Não existe uma forma ideal de produção de

energia eléctrica;

Devemos diversificar as formas de produção de

energia;

Devemos promover a investigação com o objectivo

de aumentar o rendimento dos actuais tecnologias

de produção de energia e de formas de produção

mais limpas.

Devemos evitar a utilização de fontes nocivas para

o âmbiente.