10º ANO FÍSICA - Módulo Inicial Situação energética Mundial e degradação de energia - PDF
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Edison de Oliveira Aveiro
1 10º ANO FÍSICA - Módulo Inicial Situação energética Mundial e degradação de energia
2 PROBLEMAS ENERGÉTICOS DA ACTUALIDADE O avanço científico e tecnológico da nossa sociedade provocou o aumento acelerado do consumo energético a nível mundial. Os combustiveis fósseis são as fontes de energia utilizadas nas centrais térmicas. O abastecimento energético mundial depende, em cerca de 95%, destes combustíveis. O aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, devido ao consumo excessivo de combustíveis fósseis ou a causas naturais dificulta a dissipação energética da Terra aumenta a temperatura média do planeta. Os óxidos de azoto e de enxofre, emitidos pelas industrias, produzem chuvas ácidas.
3 QUAIS AS SOLUÇÕES? Quais os recursos energéticos que causam menos impacto ambiental? Actualmente, quais são as reservas existentes de energias não renováveis? Qual é o tipo de recurso energético que poderá contribuir com maior segurança para a resolução do problema energético mundial? As fontes de energia renováveis são a solução para a crise energética?
4 O SOL COMO FONTE DE ENERGIA O Universo é um gigantesco reservatório de energia. Toda a energia existente provém de reacções nucleares que ocorrem nas estrelas. O Sol é a nossa principal fonte de energia. Emite para o espaço 4 x J em cada segundo. A Terra é um enorme receptor de energia. Contudo, recebe apenas 1,7 x J por segundo (vinda do Sol). A sociedade soube aproveitar as fontes energéticas primárias desde os tempos primitivos até à actualidade.
5 Energia eléctrica é produzida, à escala Mundial, fundamentalmente em: Centrais térmicas Centrais nucleares Centrais hidroeléctricas
6 As principais fontes de energia continuam a ser Carvão Gás natural Água Petróleo Uranio 235
7 As fontes de energia utilizadas pelo Homem U 3 O 8 Energias não renováveis Combustíveis fósseis Urânio carvão gás natural petróleo
9 Consumo mundial de combustíveis fósseis
10 Maiores importadores - consumidores de petróleo
11 Percentagem de utilização dos recursos energéticos
12 Percentagem de consumo mundial de petróleo por regiões
13 *Outras 1 - RSU (Resíduos Sólidos Urbanos), Fotovoltaica, Biogás e Biomassa *Outras 2 - Cogeração e Microprodução
15 Reservas mundiais de combustíveis fósseis
16 Fontes de Energia não renováveis Produção de energia - centrais nucleares
17 Fontes de Energia não renováveis Reservas de Urânio
18 Hidrogénio (pilhas) Sol Vento Biomassa Energias renováveis Fusão nuclear Água Geotérmica Marés; ondas
19 Fontes de energia renováveis ENERGIA EÓLICA (VENTO) VANTAGENS: É uma energia livre Não produz poluição nas águas e no ar Os parques eólicos são relativamente baratos Os terrenos dos parques eólicos podem ter outras aplicações.
20 Os geradores eólicos aproveitam a energia cinética do ar em movimento, convertendo-a em energia eléctrica. DESVANTAGENS Necessita de vento constante e relativamente intenso Ocupa grandes áreas Produz poluição sonora e altera a morfologia da paisagem.
21 BIOMASSA é qualquer material orgânico que pode ser utilizado como fonte de energia. Madeira,produtos agrícolas,resíduos sólidos,o gás dos aterros, combustíveis à base de álcoois. DESVANTAGENS A combustão pode provocar poluição do ar VANTAGENS Abundante e renovável Pode ser uma forma de eliminar desperdícios queimando-os Pode não ser economicamente viável.
22 Energia Hídrica Energia das barragens e rios Energia das marés
23 Nas centrais hidroeléctricas, a energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas e depois para os alternadores, produzindo-se energia eléctrica. VANTAGENS Abundante e limpa Fácil de armazenar Permite obter energia eléctrica relativamente económica Cria áreas de lazer, para pesca,desportos náuticos, etc. DESVANTAGENS Tem impacto ambiental considerável Só está disponível onde existem rios, barragens e mar. Os melhores locais para construção de barragens já foram utilizado.
24 ENERGIA GEOTÉRMICA- existe em locais em que há diferença significativa entre a temperatura das rochas do subsolo e a da superfície da Terra. DESVANTAGENS Os custos iniciais são elevados Os custos de manutenção são elevados VANTAGENS Não produz poluição no ar nem na água. Fornece energia indefinidamente
25 ENERGIA SOLAR O Sol é a maior fonte de energia alternativa As células fotovoltaicas ou solares convertem directamente a energia da luz do Sol em energia eléctrica
26 Funcionamento de uma célula fotovoltaica Quando a luz incide numa das faces da célula, cria-se uma diferença de potencial entre as faces, as quais se comportam como os pólos de um gerador eléctrico
27 Energia solar VANTAGENS Fornecimento sem restrições Não provoca poluição do ar ou da água DESVANTAGENS Pode não ser muito económica São necessários sistemas complementares Dificuldades no armazenamento da energia Depende das condições meteorológicas
28 BIOGÁS Usado em instalações agrícolas, estufas, iluminação, funcionamento de motores de alfaias agrícolas, bombagem de água, etc. É um combustível que resulta da decomposição dos detritos animais e vegetais pela acção de bactérias no meio anaeróbio. Da fermentação destes detritos liberta-se metano e dióxido de carbono que constituem o biogás combustível
29 ENERGIA NUCLEAR O Sol é uma grande fonte de energia nuclear (por fusão) Fusão de um núcleo de deutério com um núcleo de tritio originando um núcleo de hélio e um neutrão
30 ENERGIA NUCLEAR - Fusão
31 Reactor nuclear de Fusão Reactor nuclear de fusão, modelo de um Tokamat, o FEAT, de 500 MW cuja construção se deve realizar entre 2010 e 2020
32 Reacção nuclear de cisão A fonte principal de energia nuclear é o urânio, o qual é utilizado em reactores nucleares sob a forma de dióxido de urânio. Um núcleo instável cinde-se em dois núcleos pequenos, e são libertados dois neutrões
33 Reacção nuclear de cisão
34 Crescimento exponencial da energia consumida
35 Emissões de CO 2 por sectores (UE a 27) Partilha em percentagem, comparação de dados entre 1990 e 2005 Fonte: Agência Europeia do Ambiente, 2007
36 Emissões de dióxido de carbono em Portugal
37 Em conclusão Não existe uma forma ideal de produção de energia eléctrica; Devemos diversificar as formas de produção de energia; Devemos promover a investigação com o objectivo de aumentar o rendimento dos actuais tecnologias de produção de energia e de formas de produção mais limpas. Devemos evitar a utilização de fontes nocivas para o âmbiente.