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Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Departamento Acadêmico de EletrotécnicaCurso de Engenharia Industrial Elétrica - Ênfase em Eletrotécnica

UTILIZAÇÃO DE ENERGIAUTILIZAÇÃO DE ENERGIA

CIÊNCIAS DO CIÊNCIAS DO AMBIENTE (QB70E)AMBIENTE (QB70E)

PROFESSOR: CARLOS PROFESSOR: CARLOS EDUARDO FORTESEDUARDO FORTES

ARISTEU SAKAMOTOARISTEU SAKAMOTOPAULO VINÍCIUSPAULO VINÍCIUS

TAYLOR OLIVEIRATAYLOR OLIVEIRAVICTOR MIYAWAKIVICTOR MIYAWAKI


CRONOGRAMA CRONOGRAMA


MANEIRAS DE SE PRODUZIR MANEIRAS DE SE PRODUZIR ENERGIAENERGIA


ENERGIAS NÃO RENOVÁVEIS ENERGIAS NÃO RENOVÁVEIS

1. Carvão Mineral• Rocha Sedimentar;• Camadas de carvão;• 1ª Revolução Industrial;• Efluentes altamente tóxicos “grande

nevoeiro de 1952”;• Reservas Abundantes;• Produção cresceu 25% nos últimos 25 anos;• Reservas se concentram no Sul do Brasil.



1. Carvão MineralPaís 2005 2006 2007 2008 2009 2010 % Reservas

China 2349.5 2528.6 2691.6 2802.0 2973.0 3240.0 48.3 % 35 anos

Estados Unidos 1026.5 1054.8 1040.2 1063.0 975.2 984.6 14.8 % 241 anos

União Europeia 607.4 595.1 592.3 563.6 538.4 535.7 4.2 % 105 anos

Austrália 375.4 382.2 392.7 399.2 413.2 423.9 6.3 % 180 anos

Rússia 298.3 309.9 313.5 328.6 301.3 316.9 4.7 % 495 anos

Indonésia 152.7 193.8 216.9 240.2 256.2 305.9 5.0 % 18 anos

África do Sul 244.4 244.8 247.7 252.6 250.6 253.8 3.8 % 119 anos

Alemanha 202.8 197.1 201.9 192.4 183.7 182.3 1.2 % 223 anos

Polónia 159.5 156.1 145.9 144.0 135.2 133.2 1.5 % 43 anos

Cazaquistão 86.6 96.2 97.8 111.1 100.9 110.8 1.5 % 303 anos

Total mundial 6,035.3 6,342.0 6,573.3 6,795.0 6,880.8 7,273.3 100 % 119 anos

Mineração de carvão a céu aberto (Mina do Recreio, Butiá-Leão, RS)



2. Petróleo• Substância oleosa, inflamável, menos densa;• Combinação de Hidrocarbonetos;• Principal fonte de energia;• Altos custos;• Restos orgânicos depositados no fundo de

lagos e mares;• Primeiro poço perfurado (Azerbaijão) em 1846

• Após a Segunda Guerra Mundial; • Descolonização;• Surgimento da OPEP em 1960;• Acidente provoca 5 mil barris/dia• Força da OPEP;• Guerra do Yom Kipur (1976) - Primeiro Choque

pretrolífero, elevou o preço em 70%• Controle do Mercado pelo Oriente Médio.



2. Petróleo no Brasil

• Segunda Guerra Mundial; • Nacionalização – “O Petróleo é nosso!”• Bacia de Campos - Pré-sal;• Petróleo de Alta-Qualidade• Força da OPEP;



Pré-Sal – O Que é, Localização e Valores Econômicos



2. Refinarias



2. Exportadores e Produtores

Países Exportadores de PetróleoPaíses Produtores de Petróleo



2. Importadores e as Maiores Reservas

Países Importadores de Petróleo

As 20 Maiores Reservas



3. Gás Natural

• Encontrado no Subsolo; • Matéria Orgânica – Forma Anaeróbica• Persas, Babilônicos – “Foto Eterno”;• China – Fornos para Cerâmicas e Metalurgia;• Queimador Bunsen.



3. Gás Natural no Brasil

• Começou em 1940 – Recôncavo Baiano; • Bacia de Campos – Quadruplicar reservas de

gás;• Gaseduto Brasil-Bolívia: 30 milhões de m³/dia;• Apagão de 2001/2002;• Queimador Bunsen.

Gasoduto Brasil-Bolívia

Produção de Gás Natural por Países



4. Energia Nuclear

• Reações Nucleares – Reação em cadeia – Calor - Turbogerador;

• Bomba Atômica;



4. Energia Nuclear - Vantagens

• Não é um combustível fóssil; • Áreas Menores;• Não depende de situações Climáticas



4. Energia Nuclear - Desvantagens

• Resíduos Radioativos; • Acidentes;• Perigo aos Funcionários;• Segurança;• Gases do Efeito Estufa.


ENERGIAS RENOVÁVEIS ENERGIAS RENOVÁVEIS

1. Energia Hidráulica

• Movimento das águas; • Mecanismos – Sistema de Turbinas – Corrente

Induzida – Ímãs – Campos Magnéticos Variáveis;

• Inundações;• Fluxos Migratórios de Peixes;• Ainda é a mais eficiente.

Esquema de um gerador/Turbina de uma barragem



2. Energia Eólica

• Movimento de Barcos; • Capturar Energia Cinética do vento;• TEEH - Pás do rotor, eixo e gerador;• Gerador: Transforma a Energia Rotacional em

Eletricidade;• Aerodinâmica (Empuxo e Arrasto) e Tamanho

influenciam na eficiência• 1 turbina = 5,2 milhões de kWh/ano =600 casasMapa dos Ventos do Brasil

Usina Eólica administrada pela COPEL em Palmas, PR



2. Energia Eólica no Brasil

• Capacidade de 140GW, mas temos apenas 1GW instalado;

• Hidrelétrica e Eólica deveriam ser complementares;

• Maior centro de geração: Osório – RS = 150MW;

• Taxa de Crescimento superiores a 20% no mundo.



2. Energia Eólica - Vantagens

• Não emite resíduos ou gases;• Podem ser instalados em qualquer terreno;

2. Energia Eólica - Desvantagens

• Deve-se estudar a região antes, mapeamento;• Poluição Sonora e Visual;• O equipamento ainda é muito caro.



2. Biomassa

• Combustão da matéria orgânica produzida e acumulada em um sistema.

Esquema de uma usina de biomassa



2. Biomassa no Brasil

• Éter etílico, óleo de mamona e alguns compostos de álcool substituem a gasolina e Diesel;

• 1931: Mistura álcool na gasolina, evitando aditivos mais nocivos ao meio ambiente;

• 1970: Pró Álcool



3. Maremotriz

• Força gravitacional lunar;• Maremotriz: Cinética ou Potencial;• Barragem – Diferença de Potencial entre os

reservatórios – Água gira a turbina em um sentido;

Maremotriz Cinética Maremotriz Potencial



3. Maremotriz - Vantagens

•Não polui o ar;

•É uma fonte renovável;

•Não requer material muito sofisticado;

3. Maremotriz - Desvantagens

•Alto custo para a construção da barragem;•Alterações no nível das marés;•Alterações nas correntes de marés;•Alterações no ecossistema;•Há poucos sítios favoráveis para barragens;•Fornece energia por apenas dez horas por dia;



4. Energia Geotérmica

•A água geotérmica usada é depois reenviada ao reservatório através de um poço de injecção, para ser reaquecida, para assim manter a pressão, e suportar o reservatório;

•3 tipos:•Utilização Direta;•Bombas de Calor Geotérmicas;•Centrais Geotérmicas.Usina Geotérmica



4. Energia Geotérmica – Vantagens

• É renovável;• Diversidade na obtenção de energia.

4. Energia Geotérmica – Desvantagens• Odor desagradável (H2S);• Tratamento da água vinda do interior da terra;• Nível da superfície;• Poluição Sonora.



5. Energia Solar

• Translação: 1410 W/m²;• Fotossíntese;• Métodos de Captura:

• Direto;• Indireto;

Distribuição diária média entre 1991-1993 da energia solar recebida pela Terra ao redor do Mundo. Os círculos pretos representam a área necessária para suprir toda a demanda de energia do planeta Terra.



5. Energia Solar - Vantagens

• Não polui durante sua produção;• Manutenção Mínima;• Painéis cada dia mais potentes;• Baixos investimentos e em lugares mais remotos;• Em países tropicais pode ser utilizado em quase todo território.



5. Energia Solar - Desvantagens

• Consome muita energia para fabricar-se um painel;• Preços elevados;• Influências Climáticas;• Latitudes médias e altas sofrem queda de produção no inverno;• Difícil armazenamento.


NOVAS MANEIRAS DE PRODUZIR ENERGIANOVAS MANEIRAS DE PRODUZIR ENERGIA

1. Pelamis

• São serpentinas ancoradas nos mares próximas ao continente que se utilizam da força das ondas para produzir energia elétrica, é uma tecnologia extremamente nova, porém com um princípio de funcionamento extremamente simples.

Pelamis - Primeiro local a ser implantada: Portugal Parque da Aguçadoura.



2. Wavegen

• Implantado nas encostas da Escócia, o Wavegen, bem como a Pelamis se utiliza da força das ondas para gerar energia, porém de uma forma mais peculiar. Diferentemente das outras tecnologias que utilizam a própria água para girar as turbinas que gerarão energia, a Wavegen utiliza o ar deslocado pelas ondas para girar a turbina. Instalado junto as encostas, a estrutura se assemelha a uma barragem, onde dutos permitem que a água entrem em seu “oco”, desloquem o ar que esta em seu interior através de outro duto, este ligado a uma turbina geradora.

Wavegen



2. Usina de Ondas, pioneira na América Latina• Na onda de fontes renováveis, País atenta agora para o oceano, cuja capacidade energética é promissora. • A usina de ondas do Porto do Pecém, que transforma os movimentos do oceano em energia, será lançada, oficialmente, durante o evento Rio +20, a ser realizado entre os dias 13 e 22 desse mês. Pioneiro na América Latina, o projeto, inicialmente, irá abastecer o próprio Porto. De autoria do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe) - vinculado à UFRJ - e financiado pela Tractebel, contando, ainda, com o apoio do governo do Estado do Ceará, o empreendimento instala, no Brasil, experiências conhecidas em outros países, como Portugal, Holanda, Japão e Reino Unido.

Usina de Ondas, Ceará



4. Usina de Ondas, pioneira na América Latina• A Seattle Hydrovolts, empresa americana, criou uma turbina voltada para a produção de energia cinética. Ela consegue gerar energia a partir do movimento da água em canais usados para irrigação. • Apesar da energia cinética já ser usada em vários lugares do mundo a partir do movimento das ondas do mar, por exemplo, esse novo método, o Hydrovolts tem seu diferencial por usar canais de irrigação agrícola.• A quantidade de energia gerada por ele varia conforme a velocidade da água que passa pela turbina. Se a água correr em uma velocidade de 1m/s, é possível produzir 0,4 kW. Caso o fluxo seja de 2m/s, a produção vai para 4 kW. Se ela for de 4m/s, então, a produção pode alcançar 32 KW.

Turbina com canais de irrigação


DEMANDA ENERGÉTICADEMANDA ENERGÉTICA


• Em 2011 consumo de 12274,6 Mtep• Crescimento de 2,5% em relação a 2010• China representou 71% do crescimento

mundial• Países da OCDE diminuíram 0,8%

DEMANDA ENERGÉTICA MUNDIALDEMANDA ENERGÉTICA MUNDIAL


DEMANDA ENERGÉTICA MUNDIALDEMANDA ENERGÉTICA MUNDIAL


DEMANDA ENERGÉTICA BRASILEIRADEMANDA ENERGÉTICA BRASILEIRA


Eficiência Energética: aplicações, estudos, mercado, conscientização e

desenvolvimento sustentável

EFICIÊNCIA ENERGÉTICAEFICIÊNCIA ENERGÉTICA


VÍDEOVÍDEO


• História do uso de energia• A crise do petróleo• Protocolo de Kyoto• ANEEL• “ Os investimentos iniciais mais elevados serão

compensados no longo prazo, tanto em termos econômicos quanto para sociedade no geral”, Josche Muth secretário geral do conselho Europeu de Energia Renovável (EREC)

A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PARA O MUNDOA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PARA O MUNDO


A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO BRASILA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO BRASIL

• Iniciou-se aproximadamente há três décadas.• PROCEL


A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO BRASILA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO BRASIL

• ANEEL• PEE• Programa PROCEL nas escolas 1 – Nível fundamental 2 – Nível Médio 3 – Superior: “conservação e uso suficiente de

energia”


CONSULTORIA ENERGÉTICACONSULTORIA ENERGÉTICA

• Auditoria energética• O desuso da palavra auditoria• O mercado da Consultoria• Como se faz uma consultoria:1 – Quanta energia esta sendo consumida?2 – Quem esta consumindo esta energia?3 – Como se esta consumindo energia, e qual

sua eficiência?


CONSULTORIA ENERGÉTICACONSULTORIA ENERGÉTICA

Como fazer uma consultoria:1° - Identificar2° - Quantificar3° - Modificar

4° - Acompanhar


TECNOLOGIAS APLICADAS À INDUSTRIATECNOLOGIAS APLICADAS À INDUSTRIA

• O uso de softwares no controle de processos.• Tendência da diminuição da emissão de gases de efeito

estufa.• O uso de tecnologias como:1 – LEDs: não utilização de mercúrio, maior vida útil e

baixo consumo de energia2 – Sistemas de Iluminação: reatores eletrônicos,

lâmpadas avançadas (lâmpada de indução magnética),3 – Motor elétrico de alto rendimento: rendimentos

obrigatórios, motores de alto rendimento, economia de 380MW o equivalente a uma usina,


IMAGENS DOS EQUIPAMENTOSIMAGENS DOS EQUIPAMENTOS

Lâmpada de LED Motor de alto

rendimento

Reator eletrônico


HÁBITOS DIÁRIOS EM QUE PODEMOS ECONOMIZAR ENERGIA ELÉTRICAHÁBITOS DIÁRIOS EM QUE PODEMOS ECONOMIZAR ENERGIA ELÉTRICA

• Apagar as luzes ao sair.• Substituir as borrachas vedantes do refrigerador.• Desligar os eletrodomésticos quando não

estiverem sendo usados.• Substituir Lâmpadas incandescentes por

fluorescentes.• Regular a temperatura do congelador de acordo

com as estações do ano.• Desligar a iluminação ao ar livre ou usar

fotocélulas (foto sensores).


HÁBITOS DIÁRIOS EM QUE PODEMOS ECONOMIZAR ENERGIA ELÉTRICAHÁBITOS DIÁRIOS EM QUE PODEMOS ECONOMIZAR ENERGIA ELÉTRICA

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