Recursos naturais e fontes de energia

As fontes de energia são recursos naturais ou artificiais utilizados pela sociedade para produção de algum tipo de energia. A energia, por sua vez, é utilizada para propiciar o deslocamento de veículos, gerar calor ou produzir eletricidade para os mais diversos fins.

            As fontes de energia também possuem relação com questões ambientais, pois, dependendo das formas de utilização dos recursos energéticos, graves impactos sobre a natureza podem ser ocasionados.

            Conforme a capacidade natural de reposição de recursos, as fontes de energia podem ser classificadas em renováveis e não renováveis.

Fontes de energia não renováveis

As energias não renováveis são aquelas que dependem de processos em escala de tempo geológica para se tornarem disponíveis. Isso significa que, caso sejam esgotadas, demorarão muito tempo para se formarem novamente. Petróleo, carvão mineral e gás natural são os principais exemplos de fontes de energia não renováveis.

 

Combustíveis fósseis

 

Os combustíveis fósseis são matéria-prima para produção de energia. São recursos naturais não-renováveis, originados de restos orgânicos acumulados na crosta terrestre ao longo de milhões de anos.

            Atualmente os gases produzidos na queima dos combustíveis fósseis são apontados como responsáveis pelo efeito estufa e aquecimento global.

            Esses combustíveis recebem o nome de fósseis porque se originaram a partir de restos de animais e plantas que viveram em épocas remotas. Esses restos orgânicos foram se depositando ao longo de milhares de anos em camadas muito profundas da crosta terrestre e transformados pela ação da temperatura e pressão.

 

Desvantagens do uso de combustíveis fósseis

 

            São muitos os impactos negativos para o ambiente e também para a saúde dos trabalhadores ligados com a extração, o beneficiamento e transporte dos combustíveis fósseis. Alguns desses são:

 

Ø  Produção de gases de efeito estufa que intensificam o aquecimento global, causando as mudanças climáticas;

Ø  Produzem contaminantes altamente tóxicos que tem de ser eliminados no processo de refinamento;

Ø  No processo de mineração e transporte do carvão há riscos de incêndio e exposição humana a agentes cancerígenos e a altas temperaturas;

Ø  Vazamentos em plataformas de exploração petrolífera e gasodutos;

Ø  Derramamentos de navios petroleiros

 

Gás natural

 

O gás natural é encontrado no estado gasoso em bacias sedimentares marinhas e terrestres associado ou não ao petróleo. É composto por uma mistura de hidrocarbonetos leves, com predominância de metano.

O gás natural apresenta algumas vantagens ambientais como fonte energética, se comparado com os outros combustíveis fósseis. Produz menos contaminantes, é mais leve e se dissipa mais facilmente no ambiente, sendo, portanto, menos tóxico.

 

O Carvão mineral

 

 Foi empregado durante séculos como fonte de calor e, durante o século XIX, tornou-se a principal fonte de energia. A queima do material fornecia o vapor que fazia funcionar as máquinas usadas nas primeiras indústrias.

                        A disponibilidade das jazidas de carvão mineral ainda é bastante grande, sendo considerado um bom investimento para uso nas usinas termoelétricas e siderúrgicas, apesar dos grandes impactos ambientais que representa.

            Até hoje o carvão mineral é usado para produzir energia elétrica e também para fabricar aço nas siderúrgicas.

 

O petróleo

 

            É uma substância oleosa escura formada principalmente por hidrocarbonetos, ou seja, moléculas de carbono e hidrogênio. A formação do petróleo se faz por sedimentação da matéria orgânica, depositada no fundo dos mares e oceanos durante milhões de anos.

            O petróleo é matéria prima de muitos subprodutos como óleos, gasolina, gás liquefeito de petróleo (GLP), gás natural, querosene, óleo diesel, nafta petroquímica, solventes, asfalto, dentre outros.

            O petróleo é a principal fonte energética atualmente, a sua extração pode ser feita tanto nos mares como no continente. Utiliza grande tecnologia no processo de extração e apesar de ser um processo caro, gera diversos produtos muito utilizados em diversos setores.

 

Energia nuclear ou atômica

 

É a energia produzida nas usinas termonucleares, que utilizam o urânio e outros elementos, como combustível.

            O princípio de funcionamento de uma usina nuclear é a utilização do calor (termo) para gerar eletricidade. O calor é proveniente da fissão dos átomos de urânio.

            O urânio é um recurso mineral não renovável encontrado na natureza, que também é utilizado na produção de material radioativo para uso na medicina.

            Além do uso para fins pacíficos, o urânio pode também ser utilizado na produção de armamentos, como a bomba atômica.

 

Vantagens do Uso da Energia Nuclear

 

Apesar dos perigos, há vários pontos positivos na geração de energia nuclear:

 

Ø  Um dos primeiros pontos a destacar é que a usina não é poluente durante seu funcionamento normal e se cumpre as normas de segurança.

Ø  Igualmente, não é necessária uma grande área para sua construção. Em comparação, basta lembrar quanto espaço necessita uma hidrelétrica para fazer uma barragem e o tamanho do terreno inundado.

Ø  Também o urânio é um material relativamente abundante na natureza que garantiria o abastecimento das usinas por muito tempo. As principais reservas estão na Índia, Austrália e Cazaquistão.

 

Desvantagens do Uso da Energia Nuclear

 

Ø  Entretanto, os riscos da utilização da energia nuclear são imensos.

Ø  Além de sua utilização para fins não pacíficos, como a produção de bomba atômica, os resíduos gerados pela produção desta energia representam um perigo para a humanidade.

Ø  Também existe o risco de acidentes nucleares e o problema do descarte do lixo nuclear (resíduos compostos de elementos radioativos, gerados nos processos de produção de energia). Além disso, a contaminação do meio ambiente que provocam danos irreversíveis à saúde, como o câncer, a leucemia, deformidades genéticas, etc.

 

Fontes de energia renováveis

 

Fontes de energia renováveis são recursos naturais considerados inesgotáveis e usados para geração de energia. As fontes energéticas renováveis trazem diversas vantagens em seus usos, pois agridem minimamente ao meio ambiente, se comparadas às fontes convencionais de energia.

Exemplos de fontes de energia renováveis são a luz do sol (energia solar), os ventos (energia eólica), a água (energia hídrica), as marés (energia maremotriz), as ondas do mar (energia ondomotriz), o calor da terra (energia geotérmica) e a biomassa como combustível.

 

Enquanto as fontes de energia renováveis são inesgotáveis, as fontes de energia não renováveis não se renovam, podendo acabar com o uso exagerado na produção de energia e combustíveis.

Hidreletricidade

 

É a energia elétrica obtida através do aproveitamento da energia potencial gravitacional de água, contida em uma represa elevada. A potência gerada é proporcional à altura da queda de água e à vazão do líquido.

Durante o processo de obtenção, antes de se tornar energia elétrica, esta energia deve ser convertida em energia cinética. O momento desta transformação acontece na passagem da água numa máquina hidráulica, denominada turbina hidráulica.

A energia liberada pela passagem de certa quantidade de água move a turbina, que aciona um gerador elétrico. A queda d'água pode ser natural, como na Usina de Paulo Afonso, ou artificial, criada por uma barragem como nas usinas de Tucuruí e Itaipu. A queda também pode ser pequena, como no caso de uma usina maremotriz, que utiliza apenas o desnível das marés.

 

Fontes alternativas

 

A Energia Eólica

 

É o processo pelo qual o vento é transformado em energia cinética e a partir dela em eletricidade com o uso de equipamentos específicos.

O vento é usado como gerador de energia desde a antiguidade em sistemas como o bombeamento de água, a moagem de grãos e a movimentação de barcos

  

Vantagens da energia eólica

 

Ø  É uma fonte de energia inesgotável;

Ø  Não emite gases;

Ø  Não gera resíduos;

Ø  Os geradores podem ser instalados em áreas sem a necessidade de deslocamento da comunidade, sendo compatível a permanência de atividades como agricultura e pecuária;

Ø  Aumenta a autonomia energética do país;

Ø  Reduz a dependência de combustíveis fósseis;

Ø  É uma fonte barata de energia se for considerado o investimento a longo prazo;

Ø  A instalação ocorre em menos de 6 meses;

Ø  A recuperação do investimento com fabricação, instalação e manutenção do aerogerador ocorre me menos de seis meses após o início da atividade.

 

Desvantagens da energia eólica

 

Ø  Intermitência do vento e integração para a geração constante de energia;

Ø  A instalação modifica a paisagem e o impacto visual é significativo;

Ø  Poluição sonora;

Ø  Impacto sobre a migração das aves.                                         

 

A energia solar

 

É uma energia renovável obtida pela luz do sol, utilizada para o aquecimento de água (energia térmica) ou como fonte de energia elétrica.

            Assim como a energia eólica é uma das formas limpas de produção de energia que mais cresce no mundo.

A energia solar é proveniente da luz do sol e obtida através de placas solares, que têm como função captar a energia luminosa e transformá-la em energia térmica ou elétrica.

            Além disso, esse tipo de energia pode ser obtida nas usinas solares compostas por inúmeros painéis que captam a energia do sol.

 

Vantagens e Desvantagens da Energia Solar

 

            Alguns estudos apontam que até 2050 a energia solar se tornará a principal fonte de energia elétrica em todo mundo devido às vantagens que apresenta.

 

Ø  É uma energia renovável, limpa e barata, pois o sol é uma fonte gratuita, ao contrário dos combustíveis fósseis que são um recurso altamente poluente e limitado, tornando-os progressivamente mais caros;

Ø  Têm despertado o interesse de muitos pesquisadores, e quanto maior for o investimento em tecnologia mais barata ela se tornará;

Ø  As usinas solares que utilizam a energia hipotérmica ou concentrada (CSP) podem armazenar o excedente de energia que não foi aproveitada e usá-la quando preciso;

Ø  A possibilidade de instalação de painéis fotovoltaicos em regiões distantes ou isoladas;

Ø  A pouca exigência necessidade de manutenção.

 

As desvantagens da energia solar são:

 

Ø  Os custos elevados das placas e, por este motivo, ainda é pouco utilizada no mundo;

Ø  A necessidade de haver boa insolação, pois se houver vários dias sem sol não haverá energia;

Ø  A exigência de grande quantidade de matéria-prima para fabricação dos equipamentos, como o silício, demandando exploração dos recursos.

 

 

Biomassa

 

 

É toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia.

            Ela é obtida através da decomposição de uma variedade de recursos renováveis, como plantas, madeira, resíduos agrícolas, restos de alimentos, excrementos e até do lixo.

 

Vantagens e Desvantagens da Biomassa

 

            Por ser uma fonte de energia renovável, por meio da intervenção humana adequada, a biomassa é uma alternativa viável para a substituição dos combustíveis fósseis e poluentes, como o petróleo e o carvão, por exemplo.

            Além disso, a biomassa é comumente utilizada em usinas termelétricas para gerar eletricidade. No Brasil, cerca de 9% da energia elétrica produzida é gerada a partir de biomassa.

 

Em resumo, as suas vantagens incluem:

 

Ø  Alternativa de energia renovável;

Ø  Baixo custo;

Ø  Baixa emissão de gases poluentes;

Ø  Produzida a partir de uma grande variedade de materiais.

 

            Apesar de suas vantagens, a produção de biomassa por comprometer a conservação das florestas e originar novas áreas desmatadas. Existe ainda a dificuldade logística de armazenar os seus resíduos sólidos.

 

Dentre as principais desvantagens da biomassa podemos citar:

 

Ø  Eficiência reduzida;

Ø  Biocombustíveis líquidos podem emitir enxofre e contribuir com o fenômeno da chuva ácida

Ø  Pode resultar em impactos ambientais em florestas;

Ø  Elevado custo financeiros de equipamentos;

Ø  A queima da biomassa é relacionada com aumento de casos de doenças respiratórias;

Ø  Dificuldade de armazenar a biomassa sólida.

 Energia dos oceanos

 

A energia dos oceanos provém da força das águas oceânicas, capaz de gerar energia por meio do deslocamento de massas de água, que geram acúmulo de energia. É considerada uma energia limpa e que apresenta poucos riscos ao meio ambiente.

 

 Obtenção

 

A obtenção desse tipo de energia pode ser feita por meio da energia das ondas, da energia das marés, da energia das correntes marítimas ou da energia térmica dos oceanos. Contudo, o uso desse tipo de energia necessita de avanços e aperfeiçoamentos para que ela possa ser utilizada em larga escala. É considerada uma energia limpa, agredindo minimamente o meio ambiente.

Energia geotérmica

 A energia geotérmica é proveniente do calor gerado no interior do planeta. Essa energia pode aquecer residências, piscinas e produzir energia elétrica. Normalmente não agride o solo e possui baixos custos de manutenção. Contudo, os aspectos negativos são inevitáveis, pois a produção desse tipo de energia gera emissão de dióxido de enxofre, gás altamente prejudicial à saúde. Há ocorrências também de afundamentos de terra e contaminação de lagos nos locais onde são instaladas usinas geotérmicas.

 

Obtenção

 

O calor transforma-se em energia elétrica nas usinas geotermais, construídas em áreas de intensa atividade vulcânica. Nesses locais, o vapor e a água quente, encontrados em pequenas profundidades, afloram na superfície. O calor é então aproveitado para a produção de vapor, a fim de mover as turbinas das usinas. Os geradores transformam a energia cinética em energia elétrica. Isso só é possível devido à capacidade da Terra de reter calor em seu interior.

Atividade

 

1.    A formação dessa fonte de energia se faz por sedimentação da matéria orgânica, depositada no fundo dos mares e oceanos durante milhões de anos. Sendo matéria prima de muitos subprodutos como óleos, gasolina, querosene, óleo diesel, asfalto, dentre outros. A fonte de energia em destaque é:

 

(A) energia nuclear

(B) carvão mineral

(C) petróleo

(D) energia eólica

(E) energia solar

 

Alternativa correta letra: C

 

O petróleo é uma fonte de energia não renovável formada por sedimentação da matéria orgânica, depositada no fundo dos mares e oceanos durante milhões de anos. Sendo matéria prima de muitos subprodutos como óleos, gasolina, querosene, óleo diesel, asfalto, dentre outros.

 

2.    São muitos os impactos negativos para o ambiente e também para a saúde dos trabalhadores ligados com a extração, o beneficiamento e transporte dos combustíveis fósseis. Marque nas alternativas a seguir aquela que apresenta uma desvantagem do uso de combustíveis fosseis.

 

(A) não é poluente durante seu funcionamento normal e se cumpre as normas de segurança.

(B) são fontes de energia renováveis estando sempre à disposição na natureza.

(C) podem ser encontradas em todos os lugares do planeta.

(D) os combustíveis fosseis só poluem o ar pois são utilizados nos automóveis e industrias.

(E) produção de gases de efeito estufa que intensificam o aquecimento global, causando as mudanças climáticas.

 

Alternativa correta letra E

 

Os combustíveis fosseis dentre as desvantagens está o fato de produzirem gases de efeito estufa que intensificam o aquecimento global, causando as mudanças climáticas.

 

 

3.    As três principais fontes de energia (petróleo, carvão mineral e gás natural) em todo o mundo são combustíveis fósseis. Juntas, essas três fontes correspondem a 80% de todo o consumo mundial de energia.

 

Essa configuração, a depender do critério de análise, pode ser considerada:

 

(A) positiva, pois esses recursos são abundantes e economicamente vantajosos para os países em desenvolvimento.

(B) negativa, pois tais combustíveis são a principal forma de poluição dos recursos hídricos do planeta.

(C) positiva, pois a substituição de outras fontes de energia por combustíveis favorece o combate ao aquecimento global.

(D)  negativa, pois os combustíveis fósseis são altamente poluentes e apresentam uma disponibilidade limitada.

(E) positiva, visto que os combustíveis fosseis são fontes de energia renováveis, estando sempre disponíveis para o consumo.

 

Alternativa correta: letra D

 

A grande dependência em relação aos combustíveis fósseis é considerada desvantajosa, pois a queima deles é altamente poluente (e, em alguns casos, a extração também). Além disso, esses recursos possuem uma perspectiva limitada de duração, estimada para algumas décadas com base nas reservas disponíveis e no consumo atual.

 

4.    O processo para a utilização do petróleo passa por um procedimento inicial realizado nas refinarias, que consiste no seu aquecimento e no isolamento de seus elementos componentes. Esse processo é chamado de:

 

 

(A) separação de misturas orgânicas

(B) ampliação da octanagem

(C) destilação fracionada

(D) pulverização para o refino

(E) infiltração e perfuração

 

Alternativa correta letra: C

 

A destilação fracionada, processo de separação de misturas homogêneas líquidas, é amplamente utilizada sobre o petróleo para o posterior processo de refino.

 

5.    Observe a imagem a seguir:

O impacto apresentado nesse ambiente tem sido intensificado pela

(A)  intervenção direta do homem ao impermeabilizar o solo urbano.

(B)  queima de combustíveis fósseis como o carvão, o petróleo e o gás natural.

(C)  irregularidade das chuvas decorrentes do fenômeno climático El Niño.

(D)  vaporização crescente dos oceanos devido ao derretimento das geleiras.

(E)   extinção de organismos marinhos responsáveis pela produção de oxigênio.

 

Alternativa correta: C

 

 queima de combustíveis fósseis como o carvão, o petróleo e o gás natural.

 

Como mostrado na imagem, a grande presença de CO2, efeito da queima de combustíveis pela indústria e por automóveis, tem um grande impacto sobre alguns seres vivos marinhos como: moluscos, corais, equinodermos e microrganismos com carapaça.

 

 

6.    Observe o gráfico a seguir:

 

(PUC-RIO 2007)

 

 

Sobre a exploração e utilização dos recursos energéticos na atualidade é correto afirmar que:

 

(A) nos dias de hoje, os recursos menos utilizados estão distribuídos de maneira homogênea pelo mundo, tais como o carvão e petróleo.

(B) as grandes reservas de combustíveis fósseis estão concentradas em estruturas geológicas recentes, por isso o seu uso é predominante.

(C) a variedade na utilização de diferentes tipos de energia indica os custos extremamente reduzidos em relação às suas obtenções.

(D) os recursos energéticos mais usados nos dias de hoje estão distribuídos de forma desigual pelo mundo e os custos para sua obtenção também são diferenciados.

(E) apesar de o petróleo ocupar posição de destaque em termos de consumo e exploração, o gráfico em análise indica o crescimento do consumo da eletricidade proveniente das hidrelétricas.

 

 

Alternativa correta letra D

 

Conforme o gráfico os recursos energéticos mais usados nos dias de hoje estão distribuídos de forma desigual pelo mundo e os custos para sua obtenção também são diferenciados.

 

7.    Em relação ao gás natural cite uma das suas utilidades.

 

Resolução:

 

 

Na área de transportes, pode ser utilizado em ônibus e automóveis, substituindo o óleo diesel, a gasolina e o álcool.

 

Na indústria, o gás natural é utilizado como combustível para fornecimento de calor, geração de eletricidade e de força motriz, e ainda como matéria-prima nos setores químico, petroquímico e de fertilizantes.

 

 

8.    Qual das seguintes fontes de produção de energia é a mais recomendável para a diminuição dos gases causadores do aquecimento global?

 

(A)  Óleo diesel.

(B)  Gasolina.

(C)  Carvão mineral.

(D)  Gás natural.

(E)  Eólica.

 

 

Alternativa correta: E

 

A energia eólica (energia dos ventos) além de ser renovável é compreendida como uma energia limpa.

 

A produção de energia elétrica é feita através de turbinas aerogeradoras e não envolve nenhum tipo de queima, sendo a mais recomendável para a diminuição dos gases que causam o efeito estufa.

 

9.    Assinale qual alternativa apresenta apenas fontes renováveis de energia:

 

(A) eólica, solar, hidrelétrica e biomassa.

(B) carvão mineral, solar, eólica e biomassa.

(C) biomassa, solar, eólica e gás natural.

(D) nuclear, petróleo, gás natural e biomassa.

(E) solar, eólica, carvão natural e nuclear.

 

Alternativa correta letra: A

 

O conjunto de fontes de energia renováveis é composto por: eólica (vento), solar (Sol), hidrelétrica (água) e biomassa (matéria orgânica).

 

10. A procura por novas fontes renováveis de energia surge como alternativa importante para superar dois problemas atuais: a escassez de fontes não renováveis de energia, principalmente do petróleo, e a poluição ambiental causada por essas fontes (combustíveis fósseis).

 

Assinale a alternativa que apresenta um tipo de recurso energético não renovável:

 

(A) Biomassa, massa dos seres vivos habitantes de uma região.

(B) Hidrogênio, usado como célula combustível.

(C) Biogás, utilização das bactérias na transformação de detritos orgânicos em metano.

(D) Carvão mineral, extraído da terra pelo processo de mineração.

(E) Energia geotérmica, aproveitamento do calor do interior da Terra.

 

 

Alternativa correta letra: D

O carvão mineral é um tipo de fonte de energia não renovável. Entre os combustíveis fósseis, é considerado o mais poluente e o mais abundante. As demais alternativas referem-se a fontes de energias alternativas renováveis.

11. A civilização moderna está voltada para um alto consumo de energia que é utilizada nas indústrias, nos transportes, nos eletrodomésticos e nas telecomunicações. Nessa busca por energia, o homem vai atrás de várias fontes, tais como,

 

I. combustíveis fósseis.

II. energia hidrelétrica.

III. energia nuclear.

IV. etanol.

V. energia eólica (energia dos ventos).

 

Desses 5 tipos,

 

(A)   apenas um é renovável.

(B)   apenas dois são renováveis.

(C)   apenas três são renováveis.

(D)   apenas quatro são renováveis.

(E)   todos são renováveis.

 

Alternativa correta: C

 

apenas três são renováveis.

 

Das fontes de energia apresentadas na questão, são:

 

Fontes renováveis: energia hidrelétrica, etanol e energia eólica;

Fontes não renováveis: combustíveis fósseis e energia nuclear.

 

12. Os recursos energéticos utilizados atualmente podem ser classificados de várias formas, sendo usual a distinção baseada na possibilidade de renovação desses recursos (renováveis e não renováveis), numa escala de tempo compatível com a expectativa de vida do ser humano.

 

Considerando o exposto e o conhecimento sobre o tema abordado, é correto afirmar:

 

(A) O petróleo é uma fonte de energia renovável, pois novas descobertas, a exemplo do petróleo extraído do pré-sal, comprovam que é um recurso permanente e inesgotável.

(B) O carvão mineral é uma fonte de energia renovável, pois a utilização de lenha para sua produção pode ser suprida através de projetos de reflorestamento.

(C) O gás natural é uma fonte de energia renovável, pois é produzido concomitantemente ao petróleo, através de processos geológicos de duração reduzida, semelhantes à escala de tempo humana.

(D) A biomassa é uma fonte de energia renovável, pois é produzida a partir do refino do petróleo, que é um recurso não renovável, mas pode ser reciclado.

(E) A energia eólica é uma fonte de energia renovável, pois é produzida a partir do movimento do ar, o que a torna inesgotável.

 

Alternativa correta: E

 

A energia eólica é uma fonte de energia renovável, pois é produzida a partir do movimento do ar, o que a torna inesgotável.

 

Tanto o petróleo quanto o carvão mineral e o gás natural são fontes de energia não renováveis. A biomassa é uma de energia renovável, mas não é produzida a partir do refino do petróleo, e sim da decomposição de diversos tipos de matéria orgânica (vegetal e animal).

 

Já a energia eólica é renovável e inesgotável por utilizar a força dos ventos para a movimentação de turbinas aerogeradoras.

 

13. Sobre fontes de energia alternativas, correlacione as proposições aos respectivos termos e assinale a alternativa que contenha a ordem correta:

 

(  ) A energia é obtida por meio da intensidade dos ventos.

 

(  ) A obtenção de energia provém do calor gerado no interior do planeta.

 

(  ) A energia é obtida por meio da queima de plantas, madeira, matérias vegetais e animais.

 

(1) Geotérmica

 

(2) Eólica

 

(3) Biomassa

 

Assinale a alternativa correta:

 

(A) 1 – 2 – 3

(B) 2 – 1 – 3

(C) 2 – 3 – 1

(D) 3 – 1 – 2

(E) 3 – 2 – 1

 

Alternativa correta letra B

 

Ordem correta: 2 – 1 – 3

 

14. A matriz elétrica se refere ao conjunto de fontes de energia utilizadas para a geração de energia elétrica em um determinado local. No caso do Brasil, a principal fonte de energia da matriz elétrica é:

 

(A) petróleo.

(B)  gás natural.

(C) hidrelétrica.

(D) solar.

(E)  eólica.

Alternativa correta letra: C

A matriz elétrica se refere apenas às fontes de energia utilizadas para a geração de energia elétrica. No caso do Brasil, a maior parte da energia elétrica é produzida nas hidrelétricas.