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Trabalho escolar sobre a Importância dos Recursos Energéticos, realizado no âmbito da disciplina de Ciências Naturais (9º ano).
A energia está em todo o lado. Na natureza está nas cascatas, nos rios, no vento, no sol e nos animais. Por exemplo, os alimentos que nós comemos transformam-se em energia para nós podermos estudar, brincar, correr, pensar, enfim, para tudo o que fazemos no dia-a-dia. A energia faz com que tudo aconteça, ou seja, sem ela não existiria vida no planeta Terra.
A palavra energia vem da palavra grega enérgeia que significa "força em acção".
Desde a pré-história o Homem sentiu necessidade de usar várias formas de energia quer para o seu conforto no dia-a-dia, quer para a sua própria sobrevivência. Para isso tem utilizado uma variedade de matérias-primas que obtém a partir de fontes existentes no meio. A maior parte das vezes são materiais que “extrai” da Terra, como sucede com os minerais, mas outras vezes são formas de energia, como a solar. Por exemplo, o Homem descobriu que com o fogo era possível gerar calor, para se aquecer e cozinhar os alimentos que comia. Todas estas fontes de matéria e energia designam-se por recursos naturais, mas nós vamos estudar em particular os recursos energéticos.
Assim vamos elaborar este trabalho no âmbito da disciplina de Ciências Naturais, tendo como objectivo alargar o nosso conhecimento sobre os recursos energéticos existentes, a sua importância e a evolução que têm sofrido fruto das necessidades crescentes de energia.
As energias utilizadas pelo Homem no seu dia-a-dia provêm de diversos recursos. Os recursos energéticos são, nos nossos dias, fundamentais para toda a vida humana, principalmente para a actividade industrial.
Ao longo do tempo, a Humanidade aprendeu a obter do meio natural a energia e os produtos necessários à sua subsistência. A primeira forma de energia utilizada Homem foi o seu próprio esforço muscular e o dos animais que conseguia domesticar. Posteriormente começou a aproveitar a energia que conseguia produzir através do vento (energia eólica), bem como a energia hidráulica, produzida com a 
força da corrente dos rios. Em algumas zonas podemos ainda ver os moinhos de vento e de água. Mas foi a partir da segunda metade do século XVIII, com a Revolução Industrial, que apareceram as máquinas modernas que vieram potenciar o aproveitamento dos recursos energéticos pelo Homem. Nesta altura, as fontes de energia mais utilizadas eram a madeira e o carvão.
Foi já no século XX, com a invenção do motor de explosão, que o petróleo começou a ser o principal recurso energético.
Actualmente, os recursos energéticos que podem ser utilizados pelo homem são de dois tipos: não renováveis e renováveis.
Recursos não Renováveis
Os combustíveis fósseis e nucleares são recursos energéticos utilizados actualmente e que são considerados não renováveis. Isto porque a capacidade de renovação destes recursos é muito inferior à utilização que fazemos deles. A sua formação foi tão lenta que não tem comparação possível com o ritmo a que estão a ser explorados e consumidos, o que leva a que a reserva destas fontes energéticas se esgote.
Os combustíveis fósseis são resultado de um processo de decomposição das plantas e dos animais e foram formados há já milhões de anos atrás na época dos dinossauros, daí o nome fóssil. Existem três grandes tipos de combustíveis fósseis: o carvão, o petróleo e o gás natural.
O carvão é um combustível fóssil sólido, constituído por restos de plantas que cresceram em pântanos enormes e quentes, durante o período carbónico. Ao longo do tempo, o calor e a pressão que a lama exercia sobre a vegetação transformaram-na em carvão. Na sua composição entra ainda o carbono, sendo que quanto maior for a percentagem de carbono existente no carvão maior é a sua qualidade como fonte de energia. Esta foi a energia utilizada na primeira fase da Revolução Industrial, mostrando-se de grande importância. No entanto, depois da Segunda Guerra Mundial, com o desenvolvimento da indústria e dos transportes (que utilizam derivados do petróleo como combustíveis e também na fabricação de pneus e plásticos) começou a dar lugar ao petróleo como grande fonte de energia mundial. Só com os grandes aumentos de preços e perturbações no abastecimento de petróleo na crise de 1973, o carvão voltou a ganhar uma nova importância. Actualmente é ainda usado na produção de energia eléctrica e aço. O carvão é o combustível fóssil mais abundante do mundo.
O petróleo é actualmente a fonte de energia mais utilizada e a base da actual sociedade industrial. A sua utilização é fundamental na produção de energia eléctrica, combustíveis para os transportes e máquinas industriais, e ainda como matéria-prima para um conjunto diversificado de produtos (por exemplo: plásticos, fertilizantes, roupa, garrafas, pasta de dentes, etc.). O carvão e o petróleo são das maiores fontes de poluição do ar
O gás natural começou a ser encontrado, na segunda metade do século XIX, em muitos poços de petróleo dos Estados Unidos da América. Não tinha qualquer utilização, sendo queimado à saída dos poços. Considerava-se, nessa altura, que só ajudava o petróleo a subir em virtude da pressão que sobre ele exercia. Actualmente é bastante utilizado como combustível tanto nas casas como nas fábricas e nas centrais eléctricas. Este gás é altamente inflamável e não tem odor nem pode ser visto. Por isso, antes de ser transportado para os tanques de armazenamento, adiciona-se-lhe um químico que lhe confere um forte odor para assim se poder detectar uma fuga de gás. O gás natural é mais barato e menos poluente do que o carvão ou petróleo, pelo que se espera que o seu consumo relativamente aos outros combustíveis fósseis aumente.
Um outro grande recurso não renovável é a energia nuclear. É a energia resultante de uma reacção nuclear obtida através da fissão ou fusão de elementos radioactivos como o urânio e o plutónio. A energia nuclear consiste assim no uso controlado das reacções nucleares para a obtenção de energia. A reacção nuclear é a modificação da composição do núcleo atómico de um elemento, podendo transformar-se noutros elementos.
Através da fissão nuclear o núcleo subdivide-se em duas ou mais partículas. Quando isto acontece dá-se uma tremenda reacção química libertando grande quantidade de energia luminosa e calorífica. A energia calorífica resultante da separação nuclear pose ser usada para aquecer água que dentro dos tubos se transforma em vapor, fazendo girar a turbina e produzindo electricidade. Mas para isso as reacções são controladas para que o núcleo seja separado lentamente. Como a fissão nuclear é uma reacção muito energética, se for muito brusca e em certas condições pode ocorrer uma explosão, criando-se assim a bomba atómica. Esta bomba já foi usada para fins militares durante a Segunda Guerra Mundial, matando todos os habitantes das cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki. A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear, usada em centenas de centrais nucleares. A reacção também gera radiação nuclear sendo mortal para a vida humana. Por este motivo, o reactor é isolado com uma espessa camada de betão.
Outra forma de energia nuclear é a fusão nuclear, na qual pelo menos dois núcleos atómicos se unem para produzir um novo núcleo. Esta reacção liberta luz, calor e radiação, pelo que também é capaz de produzir electricidade.
A energia nuclear foi recebida com grande entusiasmo devido ao seu potencial energético a baixo custo. No entanto foi progressivamente abandonada em consequência dos seus impactos ambientais e problemas relacionados com os resíduos, agravados após o acidente de Chernobyl. Actualmente, devido à escalada do preço do petróleo, esta energia voltou a ser apontada como alternativa ao «ouro negro». Os defensores da central nuclear invocam a redução da dependência do petróleo e a redução de emissões de CO2, considerando que esta é a única alternativa viável para dar resposta à crescente procura mundial por energia perante a futura escassez dos combustíveis fósseis.
Curiosidade: Um quilo de urânio é capaz de produzir tanta energia como um milhão de quilos de carvão.
Recursos Renováveis
Os recursos energéticos renováveis podem ser usados quase infinitamente, se forem explorados de forma sustentável. Estes recursos são fontes de energias renováveis como por exemplo:
. Energia solar
. Energia eólica
. Energia hídrica
. Energia maremotriz
. Energia geotérmica
. Energia da biomassa
Estas energias limitam-se a transformar uma energia da Natureza (sol, vento, água, etc.) noutra forma de energia de forma a poder ser aproveitada pelo Homem. Estas energias são ainda benéficas pois têm um impacto ambiental muito menor do que, por exemplo, a produção de energia através da queima de combustíveis fósseis.
Energia Solar
A energia solar é inesgotável e os problemas da sua utilização são quase inexistentes. O sol sempre foi uma fonte de energia: usamos o seu calor para secar a roupa, as plantas usam o sol para produzir alimento…
A radiação solar é captada em painéis fotovoltaicos ou térmicos e transformada noutras formas de energia (térmica ou eléctrica).
A energia solar refere-se à utilização directa dos raios solares na produção de energia. Esta radiação pode ser:
- directa: vem "directamente" do sol;
- difusa: proveniente de todo o céu: das nuvens, gotas de água, etc.;
- reflectida: proveniente da reflexão no chão e dos objectos circundantes.
Hoje já é possível instalarmos painéis fotovoltaicos nas nossas casas de forma a produzirmos energia não só para o nosso próprio consumo, como também para vender à EDP. Portugal é um dos países da Europa com maior disponibilidade de radiação solar, pelo que esta deverá ser uma das energias a ter em conta, quer no presente, quer no futuro.
Curiosidade: A energia do sol demora apenas 8,5 minutos para alcançar a Terra!
Energia eólica
A energia eólica é a energia que provém do vento. Esta energia tem sido aproveitada desde a antiguidade. O Homem percebeu que o vento tinha força suficiente para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer mover as pás dos moinhos. Nos moinhos de vento, esta energia era transformada em energia mecânica, utilizada para moer os grãos de cereais ou para bombear água.
Actualmente utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores – grandes turbinas colocadas em lugares de muito vento. Esse movimento, através de um gerador, produz energia eléctrica. As turbinas eólicas podem ser utilizadas tanto em conexão com redes eléctricas como em lugares isolados. Isto permite que a produção de energia possa estar espalhada por diversas zonas, e não estar concentrada numa central de produção como acontece actualmente. Desta forma é possível alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão, reduzindo os custos de transporte da energia.
A energia eólica é considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia.
Energia Hídrica
Quando chove nas colinas e montanhas a água concentra-se em rios correntes que se deslocam para o mar. A energia hídrica é o aproveitamento do movimento ou da queda da água (energia cinética) como fonte de energia.
Como referimos, já na antiguidade o movimento da água era usada nos moinhos. A passagem da água fazia mover lemes de madeira que estavam ligados a uma mó, moía o milho transformando-o em farinha. Actualmente a corrente da água é usada para produzir energia eléctrica.
A queda de água tem um maior potencial de produção de energia do que a simples corrente dos rios. Isto porque tem uma maior energia cinética dado que se move mais rapidamente. Assim constroem-se diques que param o curso da água, acumulando-a nas barragens. Assim, quando é necessário produzir energia, abrem-se as comportas e a força da queda da água move as turbinas. O gerador ligado á turbina transforma a energia mecânica em electricidade. Existem outros casos em que se constroem diques que não param o curso natural da água, mas obrigam-na a passar pela turbina de forma a produzir electricidade.
Energia Maremotriz
A energia maremotriz é aquela que utiliza o mar como fonte de energia. Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: através das ondas, das marés e das diferenças de temperatura dos oceanos.
A energia das ondas
A energia cinética do movimento das ondas pode ser usada para pôr uma turbina a funcionar.
No exemplo da figura, a elevação da onda numa câmara de ar provoca a saída do ar lá contido. O movimento do ar faz girar uma turbina, cuja energia mecânica é transformada em energia eléctrica através do gerador. Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina.
Os sistemas para retirar energia das ondas são muito pequenos e apenas suficientes para iluminar uma casa ou algumas bóias de aviso por vezes colocadas no mar.
A energia das marés
A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para a transformar são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.
Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes, mas existem poucos sítios no mundo onde tal aconteça.
A energia térmica dos oceanos
O último tipo de energia oceânica usa as diferenças de temperatura do mar. A água do mar é mais quente á superfície porque está exposta aos raios solares. Pode-se usar as diferenças de temperatura para produzir energia, no entanto, são necessárias diferenças de 38º entre a superfície e o fundo do oceano.
Energia Geotérmica
Geo significa terra e térmica significa calor, por isso, a energia geotérmica é a energia calorífica que vem da terra. Regiões onde haja vulcanismo, géisers ou fontes de água quente são provas bem evidentes da grande energia que existe sob a forma de calor natural no interior do nosso planeta.
A camada superior do manto é constituída por uma rocha líquida, o magma, que se encontra a altas temperaturas. A água contida nos reservatórios subterrâneos pode aquecer ou mesmo ferver quando contacta a rocha quente. Existem locais, as furnas, onde a água quente sobe até á superfície terrestre em pequenos lagos. Em Portugal existem furnas nos Açores.
Em alguns locais existe muito vapor e água quente. Nestas zonas abrem-se buracos fundos no chão até chegar aos reservatórios de água e vapor, que são drenados até às centrais geotérmicas através de tubos e canos apropriados. Nas centrais o vapor faz girar as turbinas e a energia mecânica é transformada em energia eléctrica através do gerador. Após passar pela turbina o vapor é conduzido para um tanque onde é arrefecido. O fumo branco característico é o vapor a transformar-se novamente em água. Esta é de novo canalizada para o reservatório onde será naturalmente aquecida pelas rochas quentes. No entanto, só é possível a produção de electricidade quando a temperatura é muito elevada (> 150 ºC). Se a temperatura for baixa, pode fazer-se o aproveitamento térmico para aquecimento em processos industriais, domésticos ou agricultura.
As primitivas termas romanas são o primeiro testemunho da utilização de energia geotérmica como fonte de aquecimento. No entanto, só no século XX é que a energia geotérmica passou a ter importância entre os recursos energéticos.
Energia da Biomassa
A energia da biomassa é a energia que se obtém durante a transformação de produtos de origem animal e vegetal para a produção de energia calorífica e eléctrica.
Através da combustão directa de matérias orgânicas como árvores, plantas, resíduos agrícolas, ou através da queima dos combustíveis derivadas da biomassa (etanol, metanol, biogás, óleos) é possível gerar energia elétrica. A queima da biomassa produz energia calorífica, que pode ser utilizada para aquecer água que posteriormente passa em turbinas e gera electricidade. As cinzas também são aproveitadas para fertilizar os solos. O aproveitamento dos resíduos florestais é ainda um óptimo contributo para a prevenção de incêndios, pois a floresta fica mais "limpa". A queima de biomassa lança dióxido de carbono na atmosfera, mas como este composto tinha sido absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões de CO2 é quase nulo. E como existe combustão da biomassa, acumula-se menos lixo nas lixeiras, sendo necessária menos terra para depositar o lixo.
Um dos primeiros empregos da biomassa pelo ser humano para adquirir energia teve início com a utilização do fogo como fonte de calor e luz. A lenha já foi o principal combustível do mundo. Com a crise do petróleo durante a década de 1970, esta energia mostrou-se de bastante importância pela grande utilização dos produtos procedentes da biomassa como álcool, biogás e óleos vegetais.
Conclusão
Para a Humanidade, a energia foi e é fundamental na realização das mais diversas tarefas. Concluímos que existem vários tipos de energia, fruto de recursos renováveis e não renováveis, mas todas elas possuem vantagens e desvantagens. No entanto, sendo a energia fundamental para o Homem, todas elas são muito importantes. Assim, para garantir a existência de energia suficiente no futuro é necessário utilizá-la com prudência no presente. Todos devemos conservar a energia e usá-la eficientemente.
Há um provérbio índio que nos diz isso mesmo:
"A Natureza não é uma herança dos nossos pais, mas um empréstimo dos nossos filhos."
Vimos também que o Homem nem sempre aproveitou todos estes recursos fontes de energia. O aumento da utilização dos recursos energéticos reflecte a evolução técnica (desde a utilização do fogo ao microcircuito), assim como o crescimento da população humana. Os recursos existem mas é necessária tecnologia e instrumentos para que possamos aproveitar a energia deles proveniente. Assim depende de todos nós a iniciativa de criar novas tecnologias que transformem os recursos em energia que possa ser aproveitada pelo Homem. Um de nós pode ser outro Albert Einstein e encontrar outra fonte de energia! E como o ritmo de utilização dos recursos não renováveis é muito acentuado, devemos apostar nas energias renováveis. Apesar de muitas delas terem um elevado custo de implementação, são a grande aposta para o futuro, pois a energia é fundamental à vida humana.
Bibliografia
Internet
. http://www.energiasrenovaveis.com/
. http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_renov%C3%A1vel
. http://xn--energiasrenovveis-jpb.com/
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. http://www.ecomania.pt/
. http://www.arena.com.pt/
. http://ambientalmentefalando.blog.com/
. http://jpff.no.sapo.pt/trabs/ciencias/recursos/recursosenergeticos.htm
. http://www.colegiosaofrancisco.com.br/
. http://web.educom.pt/
- Lucinda Mota, Maria dos Anjos Viana
Bioterra – Sustentabilidade na Terra
Ciências Naturais 8º ano
Porto Editora
- Maria João Matos, Rui Castelão
Geografia – À descoberta
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