nº03QUÍMICA

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

Professor Ricelly

FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

DEIXA PELO MENOSUMA MOEDINHA

DE TROCO!

NÃO POSSO, JÁVEM COM O PREÇO

ADITIVADO.

GASOLINA MAIS CARA

A energia alternativa é aquela obtida das várias fontes de energia renováveis. Estas fontes incluem, entre outras, a energia solar, a eólica, a hídrica (ou hidráulica) e a geotérmica. Os combustíveis fósseis, outras fontes de energia, poluem o ar e estão sendo consumidos muito rapidamente, com efeitos devastadores na natureza. Por isso, os cientistas pesquisam outras fontes de energia para substituí-los.

A importância das energias alternativas

No início do século XXI, cerca de 80 por cento do fornecimento de energia do mundo era obtido a partir de combustíveis fósseis, principalmente do carvão, do petróleo e do gás natural. No entanto, os combustíveis fósseis são recursos finitos. Isso significa que eles estão disponíveis na Terra apenas em quantidades limitadas e um dia vão acabar. Os combustíveis fósseis também adicionam dióxido de carbono para a atmosfera quando são queimados. Os cientistas acreditam que isso contribui para o aquecimento global. A queima de combustíveis fósseis também libera para a atmosfera outros poluentes, como o monóxido de carbono e o dióxido de nitrogênio. Embora a energia nuclear é considerada uma fonte de energia mais limpa do que os combustíveis fósseis, também tem seus problemas. Quando a energia é liberada do combustível nuclear, são produzidos resíduos radioativos perigosos.

Fontes de energia alternativa

A maioria das fontes de energia alternativa são renováveis, o que significa que, ao contrário dos combustíveis fósseis, elas existem em quantidades ilimitadas e não são susceptíveis de se esgotar. Exemplos incluem o Sol, o vento, os rios e oceanos, o calor do interior da Terra, e os biocombustíveis. Estas fontes de energia podem ser usadas para gerar eletricidade, para aquecer a água e, em alguns casos, para abastecer os veículos, como carros e ônibus.

Energia alternativa para os veículosHistoricamente, a maioria dos veículos têm funcionado com

combustíveis fósseis, na forma de gasolina ou óleo diesel. Uma alternativa de combustível é o gás de petróleo liquefeito (GPL), que é feito a partir de gás natural. No entanto, o gás natural é um combustível fóssil e, portanto, não renovável. Um tipo renovável de combustível é o etanol, que é feito a partir de grãos, tais como milho. O Brasil é um dos principais produtores de etanol, feito da cana-de-açúcar, e que serve de combustível para os carros flex (carros híbridos, alimentados a gasolina e a álcool). O biodiesel, feito a partir de plantas oleaginosas, é outro combustível renovável. O etanol e o biodiesel são chamados biocombustíveis – combustíveis feitos a partir de matéria vegetal ou animal. Hoje, alguns veículos funcionam com baterias elétricas ou células de combustível. As células de combustível são semelhantes às baterias, mas duram muito tempo. Elas usam um combustível como o hidrogênio para gerar eletricidade. As células de combustível são também utilizadas em naves espaciais e em algumas construções.

BiodieselO biodiesel é um combustível renovável, pois é produzido a partir de

fontes vegetais (soja, mamona, dendê, girassol, entre outros), misturado com etanol (proveniente da cana-de-açúcar) ou metanol (pode ser obtido a partir da biomassa de madeiras). Ou seja, um combustível totalmente limpo, orgânico e renovável.

A tecnologia de fabricação do biodiesel está em desenvolvimento avançado no Brasil. A Petrobrás possui esta tecnologia e o combustível orgânico já está sendo utilizado em alguns veículos em nosso país. Acredita-se que, para o futuro, este combustível possa, aos poucos, substituir, nos veículos, os combustíveis fósseis. Será um grande avanço em busca da diminuição da poluição do ar.

R1R1

R2

R3

OO

R2

O

R3

O

OO O

O

O

Óleo Vegetal BiodieselOCH3

OCH3

OCH3

+ +CH3OH KOH

HOHO

HO

Glicerina

Figura 1. Produção de biodiesel a partir da transesterificação de óleos vegetais.

FB NO ENEM2 FB NO ENEM2

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

● Vantagens do biodiesel:– A queima do biodisel gera baixos índices de poluição, não

colaborando para o aquecimento global;– Gera emprego e renda no campo, diminuindo o êxodo rural;– Trata-se de uma fonte de energia renovável, dependendo da

plantação de grãos oleoginosos no campo;– Deixa as economias dos países menos dependentes dos

produtores de petróleo;– Produzido em larga escala e com uso de tecnologias, o custo de

produção pode ser mais baixo do que os derivados de petróleo.

● Desvantagens do biodiesel:– Se o consumo mundial for em larga escala, serão necessárias

plantações em grandes áreas agrícolas. Em países que não fiscalizam adequamente seus recursos florestais, poderemos ter um alto grau de desmatamento de florestas para dar espaço para a plantação de grãos. Ou seja, diminuição das reservas florestais do nosso planeta;

– Com o uso de grãos para a produção do biodiesel, poderemos ter o aumento no preço dos produtos derivados deste tipo de matéria-prima ou que utilizam eles em alguma fase de produção. Exemplos: leite de soja, óleos, carne, rações para animais, ovos, entre outros.

Energia solarO calor e a luz produzidos pelo Sol são uma fonte enorme de

energia. Um certo número de tecnologias, tais como as células solares dos painéis fotovoltaicos (PV), têm sido desenvolvidas para aproveitar esta energia e gerar eletricidade e calor.

Energias eólica e hídricaQuando o vento move as pás de um moinho, elas convertem a

energia eólica (do vento) em energia elétrica por meio de um aparelho chamado gerador. As turbinas eólicas podem ser instaladas sozinhas ou em um grupo chamado parque eólico.

De um modo semelhante, os rios e os oceanos podem fornecer energia elétrica. A água que flui através de uma barragem (ou represa) ativa os geradores que produzem eletricidade. Essa energia é chamada hidráulica ou hidrelétrica. A energia das ondas oceânicas é produzida quando as ondas passam por geradores próximos ao oceano. A quantidade de energia depende do tamanho, da força e da frequência das ondas. A Usina das Ondas, no porto do Pecém, no Ceará, é a primeira usina de ondas da América Latina (começou a ser construída em 2009 e até 2013 estava em período de testes). Outros países que estão experimentando a energia limpa das ondas são a Dinamarca, Portugal e o Reino Unido.

Energia geotérmicaA energia geotérmica é gerada pelo calor que vem de dentro da

Terra. Em certos locais, tais como a Islândia, o calor é tão próximo da superfície que pode ser facilmente utilizado como fonte de energia. Em outros lugares, é necessário perfurar a superfície através das rochas para chegar ao calor.

Os problemas com as fontes alternativas de energiaPor muitos anos as pessoas e as indústrias têm contado com os

combustíveis fósseis como fontes de energia. Mas no início do século XXI, muitos países começaram a adotar políticas para aumentar a proporção de energia que derivam de fontes renováveis. Porém, a mudança para as energias alternativas é cara e requer grandes mudanças nos sistemas

que já existem. Mudanças em grande escala exigem que os governos e as empresas privadas apoiem e contribuam com dinheiro e outros recursos para produzir energias alternativas.

Além disso, algumas tecnologias de energia alternativa ainda são relativamente recentes e precisam de mais investigação e desenvolvimento. No entanto, essas fontes podem ser vitais para o fornecimento de energia de maneira sustentável enquanto outros recursos estão se esgotando.

Exercícios

1. (Udesc/SC) Recentemente, o governo brasileiro retomou o programa de substituição de diesel por derivados de óleos vegetais, tendo autorizado o uso comercial do biodiesel por meio da Lei nº 11.097 de 13/01/2005 que dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira. “Fica introduzido o biodiesel na matriz energética brasileira, sendo fixado em 5% (cinco por cento), em volume, o percentual mínimo obrigatório de adição de biodiesel ao óleo diesel comercializado ao consumidor final, em qualquer parte do território nacional.”

A substituição do diesel por biodiesel se justifica principalmente por razões ambientais. O aumento da concentração de CO2 na atmosfera agrava o efeito estufa. O uso de derivados de petróleo aumenta a concentração de CO2 na atmosfera, enquanto o uso de biomassa permite uma reabsorção do CO2 liberado, possibilitando que um ciclo quase fechado do carbono seja estabelecido.

Os combustíveis fósseis possuem enxofre na sua composição. Quando estes são queimados, ocorre a formação de óxidos de enxofre (SOx), que reagem na atmosfera com oxigênio (O2) e água para formar ácido sulfúrico (H2SO4), provocando a chuva ácida. Já o biodiesel não possui enxofre na sua composição, diminuindo, assim, o impacto ambiental do uso de motores à combustão interna.

Autores: Flavia C. da C. Oliveira, Paulo A. Z. Suarez, Wildson Luiz P. dos Santos, Biodiesel: Possibilidades e Desafios.

O

O

O

O

O

HO

OH

OH

O( )

n

( )n

( )n

O

O( )

n

OH

H+

OH

H+

A

B

+

C

Sabendo da importância ambiental do biodiesel, assinale a alternativa correta sobre a obtenção do biodiesel via catálise ácida, conforme representação acima.a) A reação possui a seguinte estequiometria: 1 mol de A, 1 mol de B

e 1 mol de C.b) A reação possui a seguinte estequiometria: 1 mol de A, 3 mols de B

e 1 mol de C.c) O reagente A possui função éter na sua estrutura.

Linguagens, Códigos e Suas Tecnologias

FB NO ENEM 3

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d) A reação apresentada gera como produtos moléculas com as seguintes funções químicas: B (acetona) + C (álcool).

e) O composto C é apolar, por realizar ligações de hidrogênio.

2. (Enem) O biodiesel não é classificado como uma substância pura, mas como uma mistura de ésteres derivados dos ácidos graxos presentes em sua matéria-prima. As propriedades do biodiesel variam com a composição do óleo vegetal ou gordura animal que lhe deu origem, por exemplo, o teor de ésteres saturados é responsável pela maior estabilidade do biodiesel frente à oxidação, o que resulta em aumento da vida útil do biocombustível. O quadro ilustra o teor médio de ácidos graxos de algumas fontes oleaginosas.

Fonteoleaginosa

Teor médio do ácido graxo (% em massa)

Mirístico(C14:0)

Palmítico(C16:0)

Esteárico(C18:0)

Oleico(C18:1)

Linoleico(C18:2)

Linolênico(C18:3)

Milho < 0,1 11,7 1,9 25,2 60,6 0,5

Palma 1,0 42,8 4,5 40,5 10,1 0,2

Canola < 0,2 3,5 0,9 64,4 22,3 8,2

Algodão 0,7 20,1 2,6 19,2 55,2 0,6

Amendoim < 0,6 11,4 2,4 48,3 32,0 0,9

MA, F.; HANNA, M. A. Biodiesel Production: a review.Bioresource Technology, Londres, v. 70, n. 1, jan. 1999 (adaptado).

Qual das fontes oleaginosas apresentadas produziria um biodiesel de maior resistência à oxidação?a) Milho.b) Palma.c) Canola.d) Algodão.e) Amendoim.

3. (UEFS/BA) O biodiesel é um combustível derivado de oleaginosas, a exemplo da soja, da mamona, do algodão e do dendê, e de restos de óleos utilizados em frituras. A adição ou substituição do biodiesel ao óleo diesel, de origem fóssil, é alternativa de combustível para o transporte e a geração de energia elétrica de fonte renovável.

O

O

Estearato de etil(um componente de biodiesel)

Levando-se em consideração essas informações e com base nos conhecimentos de química orgânica, é correto afirmar:a) O óleo diesel é um recurso natural renovável que tem na

composição uma variedade muito grande de alcanos com cadeias carbônicas de mais de 30 átomos de carbono.

b) O dióxido de carbono, CO2(g), proveniente de combustão de biodiesel é absorvido durante a fotossíntese, o que não ocorre com o proveniente da combustão do óleo diesel de petróleo.

c) O biodiesel é uma mistura de hidrocarbonetos obtidos na esterificação de lipídios de origem vegetal e animal.

d) A composição do biodiesel é variável porque depende do tipo de óleo extraído de cada oleaginosa.

e) O biodiesel é uma alternativa ao óleo diesel porque tem octanagem inferior ao desse combustível.

4. A Primeira Lei da Termodinâmica trata da conservação de energia; a Segunda Lei da Termodinâmica trata da impossibilidade de transferência de calor de uma fonte mais fria para uma fonte mais quente sem a realização de trabalho. Podemos verificar a aplicação dessas leis, hoje em dia, na produção de energia por meio de fontes alternativas sem ocasionar danos ao meio ambiente. Esta busca por fontes alternativas de energia deve-se à escassez das fontes de energia não renováveis. São exemplos de energia não renováveis:a) petróleo, solar, carvão, nuclear e biogás.b) petróleo, gás natural, nuclear, biomassa e geotérmica.c) petróleo, carvão, nuclear, bicombustíveis e solar.d) petróleo, carvão, nuclear, gás natural e óleo de xisto.e) petróleo, carvão, geotérmica, óleo de xisto e biomassa.

5. (Enem) Os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, milho e cana-de-açúcar e sua produção ocorre através da fermentação. Biocombustíveis derivados de material celulósico ou biocombustíveis de segunda geração – coloquialmente chamados de “gasolina de capim” – são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes.

DALE, B. E.; HUBER, G. W. “Gasolina de capim e outros vegetais”.Scientific American Brasil. Ago. 2009, nº 87 (adaptado).

O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quaisa) são matrizes energéticas com menor carga de poluição para

o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente.

b) oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos, e deve-se ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecerem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis.

c) sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrente do fato de a matéria-prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos.

d) sendo de primeira e segunda geração, são produzidos por tecnologias que devem passar por uma avaliação criteriosa quanto ao uso, pois uma enfrenta o problema da falta de espaço para plantio da matéria-prima e a outra impede a geração de novas fontes de emprego.

e) podem acarretar sérios problemas econômicos e sociais, pois a substituição do uso de petróleo afeta negativamente toda uma cadeia produtiva na medida em que exclui diversas fontes de emprego nas refinarias, postos de gasolina e no transporte de petróleo e gasolina.

092625/15 – Vinícius L. – 14/04/2015 – Rev.: ____

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