Banco de questões n.º1
Tema
Þ Terra em transformação
Energia
Lê o texto seguinte1:
Introdução
“A grande diferença entre a nossa civilização e as anteriores é a capacidade de transformar e
utilizar energia de forma sistemática. Tudo começou com a máquina a vapor, que transforma energia
química em mecânica e que esteve na origem da Revolução Industrial, primeiro em Inglaterra e depois nos
outros países. Com o desenvolvimento dos estudos sobre a electricidade aprendeu-se a produzir energia
eléctrica e mais tarde a transformá-la em energia mecânica (motores), em química (electrólise), em
radiante (lâmpadas), etc.
A chamada crise energética resulta naturalmente da utilização crescente de matérias-primas cuja
transformação permite obter energia. No princípio, ninguém se preocupou com o facto de que os
combustíveis fósseis, primeiro o carvão e depois o petróleo, tinham reservas limitadas. De facto, estes
materiais fósseis são renováveis, mas o tempo de formação é de milhões de anos e o seu consumo é cada
vez mais rápido, razão por que se consideram não renováveis, pois a capacidade natural de os repor pode
tornar-se insuficiente. Da crescente demanda de energia, resultou o alargamento da utilização dos
combustíveis fósseis ao gás natural, hoje bastante utilizado.
Grande parte da energia eléctrica produzida é consumida na indústria, sendo também largamente
utilizada noutras aplicações não industriais. As razões da sua grande utilização derivam da facilidade de a
produzir, de a transportar, de a transformar e de a usar. Além disso, é não poluente, inodora e sem ruído.
A produção de energia eléctrica
Para a produzir utilizam-se todos os processos conhecidos. A maioria deles resulta de três formas
básicas de transformação de energia: a partir de energia mecânica (centrais hidroeléctricas), da energia
química (centrais termoeléctricas) e da energia radiante (centrais fotovoltaicas).
Energia fotovoltaica
As centrais fotovoltaicas transformam energia radiante recebida do Sol directamente em energia
eléctrica. Este processo foi pensado como uma boa solução, já que a matéria-prima é gratuita, mas tem
vários problemas. Um deles é o custo das instalações. Outro é a limitação da energia disponível por
unidade de área, que não é possível aumentar, o que limita o volume global de produção. Outro ainda,
importante, é o rendimento baixo das células solares, o que limita o aproveitamento da energia (utilizam de
15 a 26% da energia electromagnética disponível). Por fim, contrariamente à primeira impressão de ser um
processo não poluente, os seus componentes são dificilmente recicláveis, quando atingem o fim da sua vida
útil.
Energia hidroeléctrica
As centrais hidroeléctricas são um excelente processo de produzir energia eléctrica a partir da
energia cinética das massas de água em rios e das marés, já que é totalmente não poluente e completamente
renovável. É uma fonte importante largamente utilizada em todo o Mundo e de que a barragem de Itaipu,
no Brasil, é um bom exemplo. Os únicos problemas são os custos das instalações e a limitação à existência
de condições naturais.
Energia maremotriz
O aproveitamento da energia das marés (energia maremotriz) foi iniciado em La Rance, na França,
em 1966. A central tem uma potência de 240 MW, produzindo energia nos dois sentidos da corrente.
Existem poucos lugares no Mundo onde seja rentável a instalação destas centrais, havendo poucas mais
centrais construídas, além desta. Por outro lado, desistiu-se da construção de uma segunda central em
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Adaptado de “http://www.terravista.pt/aguaalto/5871/energia.htm#bio”
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França, por se considerar mais rentável a solução nuclear. Prevê-se que não será construída nenhuma
central deste tipo no Mundo nos próximos 10 anos.
Energia das ondas
Uma outra solução hidroeléctrica é a que aproveita a energia das ondas. A central Limpet, na
Escócia, foi inaugurada em Outubro de 2000, com uma potência de 500 kW (capacidade para alimentar
400 habitações). Pode ser um recomeço promissor. Já antes havia sido tentado outro tipo de solução, mas
foi abandonado por não ser rentável.
Energia eólica
No campo das transformações de energia mecânica em eléctrica refira-se a energia eólica que é
cada vez mais utilizada, mas cujos valores de produção são naturalmente baixos, de acordo com a energia
disponível, o que limita também os locais adaptados às condições mínimas de produção. Existem situações
de pequena produção em locais mais ou menos ermos em que as produções a partir de energia fotovoltaica
ou da eólica podem ser vantajosas, já que precisam duma assistência mínima e dispensam as instalações de
transporte de energia a partir de outras redes. Um caso particular é o de pequenas ilhas. A produção eólica
apresenta alguns problemas relacionados com a manutenção, devido aos locais altos onde normalmente
são instalados os geradores e ao peso das hélices, e também, no caso de grandes campos eólicos, devido à
extensa área que ocupam.
Energia termoeléctrica
As centrais termoeléctricas transformam a energia do vapor ou gás sob pressão em energia eléctrica.
Centrais clássicas
Nas centrais clássicas são usados os combustíveis fósseis e nas nucleares usam-se combustíveis
radioactivos. Estes tipos de centrais são actualmente os que maior quantidade de energia produzem, pelo
facto de ser possível produzir energia em qualquer local e em qualquer quantidade, ao contrário dos casos
anteriores, que estão limitados geograficamente e no volume de produção. É natural, apesar disto, serem
escolhidos os locais mais vantajosos, como sejam os que estão na proximidade de cursos de água e os que
têm facilidade de acesso de matérias-primas, por via terrestre ou marítima.
Os problemas das centrais termoeléctricas residem principalmente na obtenção das matériasprimas, normalmente não renováveis, e no facto de serem poluentes. No caso da energia nuclear acresce
ainda o problema da eliminação dos resíduos radioactivos, muito perigosos durante largos períodos de
tempo.
Energia geotérmica
Uma excepção nas centrais termoeléctrica clássicas, que utiliza energia renovável e gratuita, é o
caso das centrais geotérmicas que usam energia térmica existente nas entranhas da terra em regiões
vulcânicas, como acontece em Itália e nos Açores (Portugal). O processo de funcionamento é análogo ao
das restantes centrais clássicas com algumas adaptações às condições particulares de obtenção do vapor
sob pressão. Naturalmente que os locais onde é possível este tipo de aproveitamento estão limitados apenas
a algumas regiões.
Energia nuclear
Fissão nuclear
As grandes quantidades de energia obtidas a partir da transformação da matéria em energia foram
deduzidas teoricamente por Einstein e aplicadas na prática de uma forma controlada por Fermi, numa
primeira pilha atómica experimental. A maior facilidade de produzir energia de uma forma não controlada
e a existência de uma guerra em curso, levaram à sua primeira utilização em bombas, com consequências
devastadoras. A sua utilização pacífica na produção controlada de energia levou mais algum tempo e
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afigurou-se como uma esperança para a Humanidade, pelo facto de resolver os problemas energéticos de
um modo mais económico. No entanto, dois problemas se põem em relação a esta forma de energia. Um
deles já foi referido, o da eliminação dos resíduos, e o outro tem a ver com o facto de que a energia nuclear
actualmente obtida, por fissão nuclear, utilizar combustíveis também não renováveis.
Fusão nuclear
Outra esperança, sempre adiada, reside na energia nuclear obtida por fusão nuclear, já
experimentada também em bombas (de hidrogénio). Há décadas que vem sendo estudada a utilização desta
forma de produção de energia eléctrica, mas dificuldades, até agora inultrapassáveis, têm impedido a sua
aplicação. Estas dificuldades têm a ver com a necessidade de atingir temperaturas do interior das estrelas e
como confinar o material a essa temperatura. Uma grande vantagem da fusão nuclear será a utilização de
um combustível inesgotável, barato e não poluente, o hidrogénio, na forma dos seus isótopos deutério e
trítio, abundantes nos oceanos. Esta forma de energia resolveria, pensa-se, o problema energético. Um
grama da mistura deutério / trítio pode produzir tanta energia como 60 gramas de urânio, combustível das
centrais nucleares por fissão.
A substituição da energia nuclear
Apesar das suas vantagens, os riscos da energia obtida pela fissão nuclear têm levado à tentativa
da sua substituição, mesmo antes do terrível desastre de Chernobyl, em 1986. Os problemas da energia
nuclear residem também nas enormes somas necessárias para o seu financiamento, actualmente difícil, no
tempo de cerca de 8 anos para a construção, nos perigos dos detritos radioactivos resultantes da sua
laboração (problema que continua sem solução satisfatória), nas despesas inerentes à sua desmontagem
após o termo do seu tempo de vida útil cerca de 30 anos. Além disso, a matéria-prima é não renovável.
As vantagens resultam de o preço da energia ser muito competitivo e de não contribuir para o efeito
de estufa, como acontece com as centrais térmicas clássicas. O custo do kWh em França é de 20 a 21
cêntimos para o nuclear e de 19 a 28 cêntimos para o gás, sendo o preço do kWh do nuclear menos
dependente de flutuações do custo do combustível do que no caso do gás.
O ouro verde: biocarburantes
Biocarburantes são os carburantes obtidos a partir duma matéria-prima vegetal. Dois motivos
levaram ao seu desenvolvimento: a alta dos preços do petróleo, verificada primeiramente em 1973, e a
poluição gerada pelos gases de escape resultantes da utilização dos carburantes clássicos. O Brasil
desempenhou um papel pioneiro neste domínio quando o Governo lançou, em 1975, o programa
"Proalcool", com a utilização de combustíveis contendo 22% de etanol obtido da cana-de-açúcar. Em
França produz-se etanol a partir de trigo. Existem duas vias de pesquisa na área dos biocarburantes. Uma
delas refere-se ao etanol e a um composto orgânico denominado ETBE e a outra aos óleos vegetais e seus
derivados. Em certas regiões agrícolas dos EUA é utilizado o "gasohol", carburante com 10% de etanol. A
sua grande vantagem é poder ser usado nos motores convencionais sem qualquer modificação destes.
Existem alguns problemas com esta solução, nomeadamente em presença de água, daí a via do ETBE,
obtido da mistura de etanol com isobuteno, ter muitas vantagens técnicas, económicas e antipoluidoras. Por
isso, a produção mundial em 2000 aproxima-se já dos 3 milhões de toneladas por ano.
Também é possível utilizar misturas com etanol, para o que é preciso adaptar os motores. Há no
Brasil 4,5 milhões de veículos assim equipados, verificando-se resultados ecológicos positivos. Há, no
entanto, quem seja de opinião que, embora emitindo menos gases prejudiciais como os óxidos de carbono, o
uso generalizado de biocarburantes pode produzir outros efeitos perigosos, nomeadamente os relacionados
com problemas de brônquios.
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1. Faz as seguintes palavras cruzadas :
Horizontais
5. Energia produzida com aproveitamento do vento.
7. Energia obtida de matéria-prima vegetal.
Verticais
1. Energia produzida aproveitando o calor das regiões vulcânicas.
2. Energia produzida nas barragens.
3. Energia obtida através das marés.
4. Energia produzida utilizando painéis solares.
6. Energia obtida por reacções nucleares.
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2. Faz a associação das imagens:
2.1
(A) Energia nuclear
2.2
(B) Energia geotérmica
2.3
(C) Energia eólica
2.4
(D) Energia hidroeléctrica
2.5
(E) Energia maremotriz
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Crédito das imagens:
2.1 http://www.diadelaterra.org/imatge/
2.2 http://tomar.com.sapo.pt/images/
2.3 http://www.barrameda.com.ar/ecologia/images/
2.4 http://www.iespana.es/natureduca/images/
2.5 http://www.panoramaenergetico.com/
3. Completa as frases retiradas do texto.
3.1 – “A grande diferença entre a nossa ______________e as anteriores é a capacidade de _____________
e ____________ energia de forma _________________.”
3.2 – “Grande parte da energia _____________ produzida é ______________ na ______________, sendo
também largamente utilizada noutras aplicações não__________________. As razões da sua grande
utilização derivam da ___________________ de a ________________, de a ______________, de a
________________ e de a _______________. Além disso, é não ______________, inodora e sem ruído.”
3.3 – “Para a produção de ________________________ utilizam-se todos os processos conhecidos. A
maioria deles resulta de três formas básicas de_________________ de energia: a partir de energia
___________________ (centrais hidroeléctricas), da energia ________________(centrais termoeléctricas)
e da energia ___________________(centrais fotovoltaicas).”
3.4 – “As centrais ________________ transformam a energia do _____________ ou _______sob pressão
em energia eléctrica.”
3.5 – “Uma excepção nas centrais termoeléctrica clássicas, que utiliza _________________________ e
gratuita, é o caso das centrais _____________________ que utilizam energia térmica existente nas
entranhas da terra em regiões ________________, como acontece em Itália e nos __________ (Portugal).”
3.6 – “____________________ são os carburantes obtidos a partir duma matéria-prima _____________.
Dois motivos levaram ao seu desenvolvimento: a ___________________ do petróleo, verificada
primeiramente em 1973, e a __________________ gerada pelos gases de escape resultantes da utilização
dos carburantes clássicos.”
4. Todas as “formas de energia” que estudaste são manifestações de apenas duas formas de energia. Quais
são elas?
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