Tipos e fontes de energia

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Os tipos de energia são as diferentes formas em que a energia se manifesta. A energia é a capacidade que um corpo possui de produzir trabalho, isto é, de promover ação ou movimento.

Energia Elétrica

A energia elétrica é um dos tipos de energia mais utilizados no mundo, ela é facilmente transportada por cabos e pode ser produzida a partir de várias fontes de energia, como a água, os ventos, o sol e a queima de substâncias combustíveis.

A energia elétrica ou eletricidade é o resultado da movimentação de pequenas partículas chamadas elétrons, que são transportadas por fios.

Todos os aparelhos eletrônicos e as luzes que ligamos em nossas casas são alimentadas pela eletricidade. A eletricidade é produzida em usinas e chega até nossas casas por cabos elétricos.

Cabos elétricos distribuem a energia produzida nas usinas.

Quais são as fontes de energia elétrica?

Nas usinas, a energia elétrica é produzida por geradores, que são acionados a partir do movimento das turbinas. A movimentação das turbinas pode acontecer basicamente de duas formas:

• Energia mecânica: quando as turbinas são movimentadas pela força da água e dos ventos, como nas usinas hidroelétricas e eólicas.
• Energia química: quando as turbinas são movimentadas pelo vapor da queima de combustíveis, como é o caso das usinas termelétricas e das usinas nucleares.

Alguns exemplos de combustíveis utilizados em usinas termelétricas são: carvão, petróleo, gás natural e biomassa. A usinas nucleares utilizam elementos radioativos como o urânio e o plutônio.

Energia Mecânica

A energia mecânica refere-se à capacidade que um corpo tem de entrar em movimento. A energia mecânica é a soma das energias cinética e energia potencial.

• Energia cinética: é a energia relacionada ao movimento do corpo, ela existe sempre que este adquire velocidade;
• Energia potencial: é a energia de um corpo que está em uma posição, mas pode entrar em movimento. É uma energia que pode se transformar em cinética.

Um exemplo de energia potencial é uma bola de metal presa em um pêndulo. Quando levantamos a bola com a nossa mão, ela adquire energia potencial, pois entrará em movimento quando soltarmos.

Uma bola suspensa em um pêndulo possui energia potencial quando está parada e energia cinética quando está em movimento.

Quais são as fontes de energia mecânica?

A energia mecânica existe em qualquer corpo em movimento ou em uma posição a partir da qual pode gerar movimento, isto é, realizar trabalho.

Podemos encontrar exemplos de energia mecânica em nosso dia a dia, como o vento, uma bola jogada para o alto, uma pessoa correndo ou um carro em movimento.

A força das águas é uma das fontes de energia mecânica mais utilizada para a produção de outros tipos de energia, como a elétrica.

Em uma usina hidrelétrica, a força de uma grande queda de água é utilizada para mover as turbinas, que acionam os geradores e transformam a energia mecânica em elétrica.

Saiba mais sobre a energia mecânica.

Energia Térmica

A energia térmica é a energia interna de um corpo ou de uma substância e é resultado da vibração de seus átomos e moléculas.

A energia térmica é obtida a partir do calor: quanto mais quente estiver uma substância, com mais velocidade as partículas vão se movimentar e mais alta será a energia térmica.

Podemos pensar em vários exemplos de energia térmica do nosso cotidiano, como os aquecedores que usamos no frio, o forno onde assamos um bolo e um copo de chocolate quente.

Para fazer um chocolate quente, por exemplo, colocamos o leite frio em uma leiteira e ligamos o fogão. A chama vai aquecendo o leite e agitando suas moléculas, o que resulta no aumento de energia térmica.

Os alimentos aquecidos em um fogão adquirem energia térmica.

Quais são as fontes de energia térmica?

A energia térmica pode ser obtida a partir da queima de algum combustível como gás, petróleo ou madeira e também pode ser obtida dos raios do sol e do calor produzido no interior da Terra.

A energia térmica é utilizada em algumas usinas para produção de outros tipos de energia, como elétrica e mecânica ou pode ser utilizada diretamente como energia térmica em sistemas de aquecimento.

Saiba mais sobre a energia térmica.

Energia Nuclear

A energia nuclear é a energia existente no núcleo de um átomo e que é liberada quando acontece a fissão ou quebra desse núcleo.

Os átomos são partículas que formam todos os objetos existentes na natureza (inclusive nosso corpo). Eles são formados por prótons, elétrons e nêutrons e por um núcleo, de onde vêm a energia.

A energia nuclear é utilizada para a produção de energia elétrica em diversos países do mundo, mas também já foi utilizada com fins bélicos na produção de bombas atômicas.

Usina de produção de energia nuclear.

Quais são as fontes de energia nuclear?

A principal fonte de energia nuclear é o urânio, um elemento radioativo encontrado em rochas. Esse elemento é obtido na natureza e transformado em pastilhas que serão utilizadas em reatores nucleares.

O processo de produção de energia acontece da seguinte forma:

• O núcleo do urânio é rompido por nêutrons que são lançados em sua direção;
• Com o rompimento do núcleo são formados dois átomos de urânio;
• Quando o núcleo é rompido libera-se a energia e novos nêutrons;
• Esses nêutrons vão em direção a outros núcleos de urânio, fazendo com que se rompam, iniciando uma reação em cadeia.

Energia Química

A energia química é uma energia potencial e está armazenada nas ligações dos elementos químicos. Quando acontece uma reação química, essa energia é liberada.

A reação química geralmente produz calor e quando ela acontece, a substância originária é transformada em uma substância completamente nova. Um dos principais exemplos de reação com energia química é a combustão.

A madeira possui energia química, que é liberada com a combustão.

Quais são as fontes de energia química?

A energia química está presente em elementos que quando queimados produzem energia, como o carvão, a biomassa, a madeira e o petróleo.

Esses elementos são formados por ligações químicas e quando entram em combustão liberam energia e seus átomos se reorganizam, formando uma nova substância química.

Vamos observar a reação de combustão do hidrogênio (H₂), que acontece com meia molécula de oxigênio (½ O₂):

H₂ + ½ O₂ → H₂O

Quando uma molécula de hidrogênio reage com meia molécula de oxigênio, acontece uma reação em que há liberação de energia e cujo produto é uma molécula de água.

Outro exemplo seria a combustão do carvão (C) que reage em contato com o oxigênio (O₂):

C + O₂ → CO₂

A molécula de carvão reagiu com a molécula de oxigênio, alterando as ligações químicas e formando uma molécula de dióxido de carbono (CO₂). Nesse processo também há liberação de energia.

Saiba mais sobre a energia química.

Fontes de energia: o que são as energias renováveis e não-renováveis?

As fontes de energia são as matérias-primas utilizadas para a produção de energia. A energia é utilizada para o funcionamento de máquinas, meios de transporte e aparelhos eletrônicos.

A produção de energia pode ter grandes impactos sobre os recursos naturais e a sustentabilidade do planeta. Quanto à esse aspecto, as fontes de energia podem ser classificadas em renováveis e não renováveis.

Fontes renováveis de energia

As energias renováveis são as fontes de energia que não se esgotam com o uso, como é o caso do vento ou da energia solar. Independente do quanto esses recursos forem utilizados para a produção de energia, sua disponibilidade na natureza não diminuiu.

As principais fontes de energia renovável são:

• Hídrica: a força do movimento das água gira as turbinas e aciona os geradores que produzem energia;
• Eólica: a força dos ventos gira os moinhos ou os cataventos e aciona os aerogeradores que produzem energia;
• Geotérmica: o vapor e a água quente proveniente do calor no interior da Terra são utilizados para girar turbinas e produzir energia. Essa fonte de energia é obtida a partir da perfuração de reservatórios profundos;
• Solar: as placas solares captam a energia do calor e da luz do sol, que passa por um inversor e é transformada em energia elétrica;
• Biomassa: é a energia obtida a partir da queima de matéria orgânica de origem animal ou vegetal. A biomassa pode ser obtida a partir da decomposição de restos de alimentos e plantas, do esterco de animais e do lixo;
• Oceanos: é a energia obtida a partir do movimento das marés (maremotriz) ou das ondas do mar (ondomotriz). A movimentação da água aciona geradores elétricos que estão semissubmersos no mar e armazenam energia.

Fontes não renováveis de energia

As fontes não renováveis de energia são aquelas que podem se esgotar com o uso, pois a natureza não é capaz de renová-las na mesma velocidade em que são utilizadas.

Essas fontes são de origem orgânica, tanto vegetal quanto animal e são formadas pela natureza em processos lentos que podem durar até milhões de anos.

As principais fontes não renováveis de energia são:

• Carvão mineral: o carvão mineral é um combustível fóssil obtido pela mineração e é utilizado para produção de energia elétrica nas termelétricas. Também é utilizado como energia térmica para processos industriais;
• Petróleo: o petróleo é um combustível fóssil obtido em perfurações nos fundos do oceano. É utilizado para a produção de energia elétrica e também nos combustíveis de veículos automotores;
• Gás natural: o gás natural também é um combustível fóssil e é encontrado geralmente próximo ao petróleo. O gás natural também é utilizado como combustível e para geração de energia elétrica;
• Combustíveis nucleares: a energia nuclear é obtida principalmente a partir do urânio, material disponível em quantidade limitada na natureza. Além de não ser renovável, os combustíveis nucleares são perigosos devido a sua radioatividade.

Quais são as principais fontes de energia no Brasil?

De acordo com dados de 2016 do Ministério de Minas e Energia, o Brasil é um dos países que mais utiliza energia de fontes renováveis, elas representam 42,9% de sua matriz energética.

Considerando o mundo todo, o percentual de energia renovável é de apenas 13,7%, o que representa uma vantagem em termos de sustentabilidade para o país. Além disso, há uma diversificação nas fontes de energia, confira.

Energias renováveis representam 42,9% da matriz energética brasileira

• Biomassa da cana: 17%
• Hidráulica: 12%
• Lenha e carvão vegetal: 8%
• Lixívia e outras renováveis: 5,9%

Itaipu é a maior usina hidrelétrica do Brasil e a segunda maior do mundo.

Energias não renováveis representam 57,1% da matriz energética brasileira

• Petróleo e derivados: 36,4%
• Gás natural: 13%
• Carvão mineral: 5,7%
• Urânio: 1,4%
• Outras não renováveis: 0,6%

Plataforma de extração de petróleo em Angra dos Reis, Rio de Janeiro.

As fontes de energia primária são transformadas em energia secundária

As fontes primárias de energia são aquelas que vêm diretamente da natureza e que são transformadas em energias secundárias para serem utilizadas pelo homem. Algumas fontes de energia primária são: a água, o sol, o vento, os combustíveis fósseis, a cana e o urânio.

Essas energias são captadas nas centrais de transformação, como usinas e refinarias, e são transformadas em energias secundárias. Alguns exemplos de energia secundária são: eletricidade, biogás, derivados do petróleo, etanol, gasolina e carvão vegetal.

3 exemplos de impactos ambientais provocados com a produção de energia

Desde a Revolução Industrial, a demanda por energia cresce a taxas muito altas. É preciso de energia para o funcionamento das indústrias, transportes, geração de energia elétrica nas residências, para a agricultura, etc.

Essa elevada necessidade de produção de energia causa grandes impactos ambientais, como a poluição do ar e dos oceanos e o desequilíbrio de ecossistemas. Veja alguns dos principais impactos ambientais da produção energética:

1. Os combustíveis fósseis são os maiores responsáveis pelo aquecimento global

Atualmente as fontes de energia mais utilizada no mundo são os combustíveis fósseis. Juntos, o petróleo, o gás natural e o carvão mineral, representam 81% de toda a produção e consumo de energia do mundo.

Os combustíveis fósseis são formados por toda matéria viva (plantas e animais) que foram se decompondo ao longo de milhões de anos. Isso significa que sua produção acontece de maneira muito lenta.

Esses combustíveis possuem grande quantidade de carbono em sua composição e a reação química que acontece durante sua combustão libera energia e gases como o dióxido de carbono.

Qual a relação dos combustíveis fósseis com o aquecimento global?

A queima dos combustíveis fósseis libera gases do efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO₂), o vapor d’água (H₂O), o metano (CH₄) e o óxido nitroso (N₂O).

Esses gases se acumulam na atmosfera e impedem que raios do sol sejam refletidos de volta para a atmosfera. Parte do calor que deveria ser refletida fica presa na superfície da Terra, elevando a sua temperatura.

O aquecimento global tem como consequência o derretimento das calotas polares e aumento do nível do mar, a extinção de espécies e o desequilíbrio dos ecossistemas.

O aquecimento global causa o derretimento das geleiras.

2. Os combustíveis nucleares são radioativos e oferecem risco à vida

A produção de energia nuclear é alvo de muitas críticas devido aos riscos envolvidos com a utilização de materiais radioativos. Os maiores impactos desse tipo de energia são:

Risco de contaminação por rejeitos

Os elementos utilizados na produção de energia nuclear, como o urânio e o plutônio, apresentam um grande risco para a vida, pois são altamente radioativos.

Para a produção de energia nuclear são utilizadas pastilhas de dióxido de urânio, que permanecem tóxicas por milhares de anos e devem ser armazenadas em reservatórios de chumbo.

Caso esses resíduos não sejam armazenados corretamente, eles podem contaminar os solos e as águas, causando desequilíbrios nos ecossistemas e oferecendo riscos à toda forma de vida.

Risco de contaminação em acidentes

As usinas de energia nuclear seguem rígidos protocolos de segurança, mas oferecem riscos de vazamento e acidentes, como os que aconteceram em Chernobil (1986) e Fukushima (2011).

A radiação emitida nesses acidentes pode provocar mortes, doenças como câncer, má formação de fetos, mutações genéticas em insetos, plantas e animais e queimaduras.

Aquecimento das águas do mar

As usinas de produção de energia nuclear utilizam a água dos mares para a resfriamento dos reatores, que movimenta as turbinas e chega a temperaturas muito altas.

Nesse processo, a água do mar utilizada no resfriamento é aquecida e devolvida ao mar 60° C mais quente que a temperatura ambiente, o que pode causar impactos no ecossistema marinho.

Construção destruída depois do acidente de Chernobil, na Ucrânia.

3. A energia hidrelétrica é renovável, mas causa impactos ambientais

As usinas hidrelétricas usam a energia mecânica da força da água para movimentar as turbinas, mas para que a água atinja a força necessária, são construídas barragens que represam a água.

Quando a represa se enche, as barragens são abertas e a água desce com muita pressão, movimentando as turbinas para gerar energia elétrica.

Apesar de ser renovável, para construir uma represa é necessário alagar uma área muito grande, causando grandes impactos ambientais, como a extinção de espécies e alteração de ecossistemas.

Além disso, por utilizarem áreas muito extensas, a construção de usinas hidrelétricas costuma remover comunidades ribeirinhas, que são obrigadas a deixar suas casas e recomeçar sua vida em outros locais.

Barragem da usina de Itaipu.

Saiba mais sobre: Aquecimento global e efeito estufa