Desenvolvimento.5

Energia nuclear

Este tipo de energia é obtido a partir da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, liberando uma grande quantidade de energia.
Urânio enriquecido - o que é isto?
Sabemos que o átomo é constituído de um núcleo onde estão situados dois tipos de partículas: os prótons que possuem cargas positivas e os nêutrons que não possuem carga.
Em torno do núcleo, há uma região denominada eletrosfera, onde se encontram os elétrons que têm cargas negativas. Átomos do mesmo elemento químico, que possuem o mesmo número de prótons e diferentes número de nêutrons são chamados isótopos. O urânio possui dois isótopos: 235U e 238U. O 235U é o único capaz de sofrer fissão. Na natureza só é possível encontrar 0,7 % deste tipo de isótropo. Para ser usado como combustível em uma usina, é necessário enriquecer o urânio natural. Um dos métodos é “filtrar” o urânio através de membranas muito finas. O 235U é mais leve e atravessa a membrana primeiro do que o 238U. Esta operação tem que ser repetida várias vezes e é um processo muito caro e complexo. Poucos países possuem esta tecnologia para escala industrial.
Figura 2- Diagrama do reator de uma Usina Nuclear
O urânio é colocado em cilindros metálicos no núcleo do reator que é constituído de um material moderador (geralmente grafite) para diminuir a velocidade dos nêutrons emitidos pelo urânio em desintegração, permitindo as reações em cadeia. O resfriamento do reator do núcleo é realizado através de líquido ou gás que circula através de tubos, pelo seu interior. Este calor retirado é transferido para uma segunda tubulação onde circula água. Por aquecimento esta água se transforma em vapor (a temperatura chega a 320oC) que vai movimentar as pás das turbinas que movimentarão o gerador, produzindo eletricidade (fig. 2).
Depois este vapor é liquefeito e reconduzido para a tubulação, onde é novamente aquecido e vaporizado.
No Brasil, está funcionado a Usina Nuclear Angra 2 sendo que a produção de energia elétrica é em pequena quantidade que não dá para abastecer toda a cidade do Rio de Janeiro.
No âmbito governamental está em discussão a construção da Usina Nuclear Angra 3 por causa do déficit de energia no país.
Os Estados Unidos da América lideram a produção de energia nuclear e nos países França, Suécia, Finlândia e Bélgica 50 % da energia elétrica consumida, provém de usinas nucleares.

Desenvolvimento.6

Energia eólica

Os moinhos de ventos são velhos conhecidos nossos, e usam a energia dos ventos, isto é, eólica, não para gerar eletricidade, mas para realizar trabalho, como bombear água e moer grãos. Na Pérsia, no século V, já eram utilizados moinhos de vento para bombear água para irrigação.
A energia eólica é produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia elétrica. A conversão de energia é realizada através de um aerogerador que consiste num gerador elétrico acoplado a um eixo que gira através da incidência do vento nas pás da turbina.
A turbina eólica horizontal (a vertical não é mais usada), é formada essencialmente por um conjunto de duas ou três pás, com perfis aerodinâmicos eficientes, impulsionadas por forças predominantemente de sustentação, acionando geradores que operam a velocidade variável, para garantir uma alta eficiência de conversão (fig.4).
A instalação de turbinas eólicas tem interesse em locais em que a velocidade média anual dos ventos seja superior a 3,6 m/s.
Existem atualmente, mais de 20 000 turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo (principalmente no Estados Unidos). Na Europa, espera-se gerar 10 % da energia elétrica a partir da eólica, até o ano de 2030.
Figura 4 - Vista de campo com equipamentos modernos para aproveitamento da energia dos ventos (eólica).
O Brasil produz e exporta equipamentos para usinas eólicas, mas elas ainda são pouco usadas. Aqui se destacam as Usinas do Camelinho (1MW, em MG), de Mucuripe (1,2MW) e da Prainha (10MW) no Ceará, e a de Fernando de Noronha em Pernambuco.
Energia das marés A energia das marés é obtida de modo semelhante ao da energia hidrelétrica.
Constrói-se uma barragem, formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina e produzindo energia elétrica, e na maré baixa o reservatório é esvaziado e água que sai do reservatório, passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo energia elétrica (fig. 5). Este tipo de fonte é também usado no Japão e Inglaterra.
No Brasil temos grande amplitude de marés, por exemplo, em São Luís, na Baia de São Marcos (6,8m), mas a topografia do litoral inviabiliza economicamente a construção de reservatórios.

Energia Solar: Abundante, mas cara

A energia solar, é uma energia abundante, porém, é muito difícil de usá-la diretamente. Ela é limpa e renovável, e existem três maneiras de fazer o seu uso:
Células fotovoltáicas, que são consideradas as que mais prometem da energia solar. A luz solar é diretamente transformada em energia, através de placas que viram baterias.
Os captadores planos, ou, coletores térmicos, que, num lugar fechado, aquecem a água, que com pressão do vapor, movem turbinas ligadas aos geradores.
Também chamados de captadores de energia, os espelhos côncavos refletores, mantém a energia do sol que aquecem a água com mais de 100° C em tubos, que com a pressão, movimentam turbinas ligadas ao gerador. O único e pequeno problema dos espelhos côncavos, é que eles têm que acompanha diretamente os raios do sol, para fazer um aproveitamento melhor.
Como à noite e em dias chuvosos não tem sol, a desvantagem da energia solar, é que nesses casos ela não pode ser aproveitada, por isso que é melhor produzir energia solar em lugares secos e ensolarados.
Um exemplo do aproveitamento dessa energia, é em Freiburg, no sudeste da Alemanha. A chamada “cidade do sol”, lá existe o bairro que foi o primeiro a possuir casas abastecidas com energia solar. As casas são construídas com um isolamento térmico para a energia ser “guardada” dentro. Quando as casas são abastecidas com mais energia do que necessário, os donos vendem o restante de energia para companhias de eletricidade da região.
Na cidade , há casas que giram de acordo com o movimento do sol. A igreja e o estádio de futebol, são abastecidos com energia solar.Com o uso de energia solar, a cidade já deixou de usar mais de 200 toneladas de gás carbônico por ano.

Biogás

Considerações gerais
O biogás é um combustível gasoso com um conteúdo energético elevado semelhante ao gás natural, composto, principalmente, por hidorcarbonetos de cadeia curta e linear. Pode ser utilizado para geração de energia elétrica, térmica ou mecânica em uma propriedade rural, contribuindo para a redução dos custos de produção. No Brasil, os biodigestores rurais vêm sendo utilizados, principalmente, para saneamento rural, tendo como subprodutos o biogás e o biofertilizante.

Conclusão

O homem vem utilizando suas fontes de energia de maneira irracional, de forma que as reservas que vem sendo
exploradas há décadas estão se esgotando. A sociedade tem que parar e refletir sobre o uso de formas renováveis de
energia, assim como formas menos poluentes já que a terra vem experimentando um aquecimento global significativo
durante as últimas décadas.
Quanto ao Brasil, para poder acompanhar o crescimento econômico, o qual reflete em um aumento do consumo de
energia, o governo tem que estimular o aumento na geração de eletricidade de maneira mais efetiva e eficiente. Com a
privatização da geração de energia, o estado deixou de investir no setor e este investimento deve ser realizado pelas
empresas geradoras.
As respostas às questões levantadas a respeito da disponibilidade de oferta de energia suficiente para no futuro
impulsionar o crescimento econômico do país e garantir o atendimento para toda população, e que estas fontes de
energia tenham um impacto positivo no meio ambiente, serão apoiadas em tecnologias mais eficientes e menos
poluentes a fim de utilizar-se de forma mais racional as possíveis fontes de energia conhecidas pelo homem.
Assim, os sistemas de cogeração aparecem ao mesmo tempo como uma solução imediata para a crise atual de
energia vivida pelo Brasil e como uma solução para os problemas ambientais e sociais advindos nos setores energéticos,
que são o problema de aquecimento global e fornecimento de energia sustentável.
Conforme o dito acima, pode-se perceber a forte relação entre as questões técnicas, sociais e ambientais. Com o
objetivo de conscientizar, ainda na universidade, os novos engenheiros sobre o exposto é preciso ir além de uma visão
tecnicista herdada do velho modelo de ensino usado. Deve haver, no modelo moderno de ensino da engenharia, a
capacidade de desenvolver nos alunos uma consciência crítica que analise e reflita sobre as relações sociais, econômicas
e ambientais do uso da tecnologia.

Fonte de pesquisa

• Livro:Brasil sociedade e espaço-José William Vesentini
• http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/fontes-alternativas-de-energia/index.php
• http://www.geocities.com/capecanaveral/5534/energia_eolica.GIF
• http://vejaonline.abril.com.br/notitia/servlet/newstorm.ns.presentation.NavigationServlet?publicationCode=1