Alguns Tipos de Energia

Histórico

Energia é a propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho. A energia tem várias formas, interconversíveis entre si através de meios adequados: potencial, cinética, elétrica, calorífica, química, nuclear, radiante. O estudo da energia é feito através dos processos de transformação e transferência a ela associados.

Entende-se por transformação a mudança de uma forma de energia em outra e essas formas são identificadas com as fontes produtoras ou com os fenômenos associados à energia. Assim, por exemplo, a energia solar é transformada em energia elétrica nas baterias solares; a energia térmica é transformada em energia mecânica nas máquinas térmicas; a energia química é transformada em energia elétrica nas pilhas etc.

Depois da própria força humana, a primeira fonte de energia que o homem utilizou foi o fogo. A técnica de utilização do fogo deve ter sido inventada por volta de 50 000 a.C., com o uso de pedra e madeira. Entre 10 000 e 5 000 a.C. ocorreu a chamada Revolução Neolítica: o homem domesticou certos animais, que passaram a servir como fonte de energia; domesticou também certos vegetais, surgindo a agricultura e a possibilidade de uso da biomassa como fonte de energia (embora só com a Revolução Industrial tenha sido possível aproveitar com maior eficiência a energia dos vegetais).

A utilização da força do vento, principalmente para a navegação, deve ter começado em torno do ano 2 000 a.C. O aproveitamento da água, da força hidráulica para mover moinhos, iniciou-se em torno do século II a.C. A partir do ano 1 000 d.C., ocorre a exploração mais intensa do carvão mineral (a hulha, inicialmente). A partir de 1700 surgem importantes inovações, ligadas à Revolução Industrial: a invenção da máquina a vapor foi seu acontecimento mais importante no que se refere às fontes de energia.

Por volta do final do século XIX, verifica-se o aparecimento da eletricidade, o desenvolvimento dos motores a gasolina ou demais derivados do petróleo e, dessa forma, um notável desenvolvimento nas explorações petrolíferas. Em meados do nosso século, surge a energia nuclear, sendo que a fissão nuclear (princípio de obtenção da energia nuclear) foi utilizada inicialmente para fins militares, durante a Segunda Guerra Mundial.

E neste momento em que nos aproximamos já do final do século XX, despontam novas fontes de energia que poderão no futuro desempenhar o papel que o petróleo desempenhou até o momento: a energia solar? a biomassa? a energia das marés? a geotérmica? o hidrogênio? a eólica, ou a energia proveniente dos minerais?

O desenvolvimento industrial está intimamente ligado ao desenvolvimento das fontes de energia. Pode-se dizer que há uma interdependência entre ambos: o progresso industrial é resultado da descoberta de novas fontes energéticas, que, por sua vez, ocorreram em conseqüência das necessidades da indústria.

Com efeito, as necessidades energéticas de um país são diretamente proporcionais ao seu grau de industrialização. Assim, as economias altamente industrializadas são grandes consumidoras de energia e precisam importar recursos energéticos freqüentemente para suprir suas necessidades. Em geral, esse alto consumo exige também a utilização de diversas fontes.

A enorme participação das fontes não-renováveis na oferta mundial de energia coloca a sociedade diante de um desafio: a busca por fontes alternativas de energia. E isso não pode demorar a ocorrer, sob o risco de o mundo, literalmente, entrar em colapso, pelo menos se for mantido o atual modelo de vida, em que o petróleo tem uma importância vital. Há diversas fontes alternativas disponíveis, havendo a necessidade de um maior desenvolvimento tecnológico para que possam ser economicamente rentáveis e, consequentemente, utilizadas em maior escala.

Provavelmente o século XXI não terá uma única fonte de energia predominante, como ocorreu no século XIX com o carvão e no século XX com o petróleo. Deverão coexistir várias fontes de energia, principalmente as renováveis e pouco poluidoras, e aquelas de origem biológica deverão conhecer uma maior expansão nas próximas décadas.

Observação: Apesar de existir controvérsias entre alguns autores e estudiosos da área, trataremos a energia nuclear e o carvão mineral como fontes alternativas de energia.

Eletricidade

A eletricidade é produzida numa central eletrifica. Estas centrais não necessitam de utilizar combustíveis fósseis, como o petróleo, sendo possível gerarmos eletricidade a partir da energia fornecida pelo vapor de água, água, vento, sol, calor, etc.

Alguns tipos alternativos de centrais :

Hidroelétrica, Maremotriz, Eólica, Solar

Há muitos, muitos anos atrás, a sociedade de então não dependia da eletricidade para nada. As pessoas levantavam-se de manhã e deitavam-se com o pôr do sol. O único tipo de energia necessária era dada pelo fogo, e era apenas necessária para cozinhar os alimentos ou alguma iluminação. Pensemos agora na sociedade atual: O que seria das pessoas de hoje se um dia acordassem e não existisse energia elétrica? Seria de certo um mundo bem diferente ... possivelmente CAÓTICO!!!

Hidrogênio

Júlio Verne já previa em sua época a hipótese do hidrogênio como fonte de energia: "Água, sim, meus amigos, eu acredito que a água será usada como combustível pelo hidrogênio e oxigênio que possui, e estes, usados sozinhos ou juntos, nos fornecerão inesgotável fonte de calor e luz..."

Embora não seja uma fonte primária de energia, o hidrogênio se constitui em uma forma conveniente e flexível de transporte e uso final de energia, pois pode ser obtido de diversas fontes energéticas (petróleo, gás natural, eletricidade, energia solar) e sua combustão é não poluente (a produto da combustão é água em forma de vapor d'água, não aparecendo gás carbônico ou o venenoso monóxido de carbono), além de ser uma fonte de energia barata.

O uso do hidrogênio como combustível está avançando mais rapidamente, havendo vários protótipos de carros nos países desenvolvidos que são movidos a hidrôgenio, que gera eletricidade, e descarregam, como já dito, água em seus escapamentos. Calcula-se que já na próxima década existirão modelos comerciais de automóveis elétricos cujo combustível será o hidrogênio líquido.

Energia Eólica

A energia eólica é a energia obtida pela força dos ventos, e não se tem registro de sua descoberta, mas estima-se que foi há milhares e milhares de anos para mover as pás dos moinhos, e hoje é pesquisada para gerar eletricidade.

Atualmente existem no mundo 20 mil geradores que produzem eletricidade a partir de força eólica (principalmente nos Estados unidos).

Produzir energia a partir do vento no Brasil pode ser um bom negócio. Prova disso está no interesse de algumas universidades no desenvolvimento de técnicas e equipamentos para esse setor, bem como na busca de investimentos para implementar o progresso desse território.

Algumas pessoas da área dizem que em muitos lugares essa fonte de energia é mais competitiva do que outras alternativas, pois o custo é relativamente baixo e o retorno se dá a curto prazo. Dizem que ela é capaz de gerar 10% da capacidade instalada no Brasil hoje, sendo do tipo que deve ser bancado pela iniciativa privada. Somente esse tipo de energia pode produzir energia localmente, em pequena escala de forma viável.

É uma forma interessante para grandes consumidores de eletricidade, como a indústria do aço.

Energia Nuclear

A fissão nuclear, ou seja, a quebra, a divisão do átomo, tendo por matéria-prima minerais altamante radioativos, como o urânio, foi descoberta em 1938.

Foi utilizada inicialmente para fins militares, durante a Segunda Guerra Mundial. Mais tarde passaram a ser desenvolvidas pesquisas para a utilização da energia nuclear com objetivos pacíficos. Já em meados da década de 60, várias usinas nucleares estavam funcionando, ou em construção, especialmente na Europa e nos Estados Unidos. Acreditava-se então que a energia nuclear seria a energia do futuro. Isso ficou ainda mais evidente quando veio o primeiro choque do petróleo.

A fissão nuclear é feita através do bombardeamento dos átomos de urânio ou tório matéria-prima altamente radioativa - por nêutrons, quando isso ocorre os núcleos dos átomos de urânio ou tório fragmentam-se, liberando enorme quantidade de energia. Os nêutros dos átomos fragmentados, por sua vez, vão bombardear outros átomos, que também se quebram, e assim sucessivamente, numa reação em cadeia.

Nas usinas atômicas, a fissão nuclear é provocada sob controle no reator atômico, o elemento fundamental desse tipo de usina. A energia liberada na fissão produz calor, que vai aquecer uma certa quantidade de água, transformando-a em vapor; a pressão do vapor faz girar uma turbiana, que aciona um gerador; este converte a energia mecânica proviniente da turbina em energia elétrica.

Acidentes acontecem devido à liberação de material radioativo de dentro do reator, ocasionado a contaminação do meio ambiente, provocando doenças, como o câncer, mortes de seres humanos, de animais, de vegetais. Isso não só das áreas próximas à usina, mas também de áreas distantes, pois ventos e nuvens radioativas carregam parte da radiação para áreas bem longínquas, situadas a centenas de quilômetro de distância.

Energia Solar

Os raios solares que chegam até nosso planeta representam uma quantidade fantástica de energia(levando em conta apenas os continentes e as ilhas), além de ser uma fonte energética não poluente e renovável.

O problema consiste em descobrir como aproveitar essa energia de forma econômica e como armazená-la (construção de "baterias solares"). A geração de energia elétrica tendo o sol como fonte pode ser obtida de forma direta ou indireta.

A forma direta de obtenção acontece por meio de células fotovoltáicas (onde a irradiação solar é transformada em energia elétrica), geralmente feitas de silício, um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre.

Para obter energia elétrica a partir do sol de forma indireta, constroem-se usinas em áreas de grande insolação (áreas desérticas, por exemplo), onde são instaladas centenas de espelhos côncavos (coletores solares) direcionados para um determinado local, que pode ser uma tubulação de aço inoxidável, como ocorre no deserto de Mojave, maior central solar do mundo, na Califórnia(EUA), ou um compartimento contendo simplesmente ar, como ocorre em Israel, ou ainda, utiliza-se painéis termoreceptores (possuem tubulação de metal sendo percorrida por água) para aquecimento doméstico da água.