Guia Completo: Fontes de Energia e Recursos Naturais

Fontes de Energia e Recursos Naturais

Combustíveis Fósseis

• Combustíveis Fósseis: Carvão mineral, petróleo e gás natural.
• Carvão: Formado a partir de florestas inundadas na separação dos continentes. É rico em enxofre e altamente nocivo.
• Carbono: É o principal elemento do carvão.
• Hidrocarboneto: (Hidrogênio + Carbono). O petróleo é formado através da pressão, calor e tempo. São grandes cadeias de carbono.
• Petróleo: É uma "sopa" de hidrocarbonetos. Através do refino, obtêm-se nafta, asfalto, óleo diesel, entre outros.

Biocombustíveis e Biomassa

• Biocombustível: É derivado da biomassa. Ex: etanol, metano, biodiesel.
• Biomassa: É todo material que cresce através das plantas ou qualquer subproduto que derive delas.
• Biogás: Matéria orgânica (CH₄ - metano).
• Proálcool: Foi criado em 1975.

Energia Nuclear

• Energia Nuclear: É um combustível alternativo porque é mineral, não é fóssil orgânico como o petróleo, carvão mineral e gás natural. Produzida pelo urânio, gerando energia através da quebra de suas moléculas (fissão nuclear).
• Urânio: Encontrado em dois isótopos, U-238 e U-235. O U-235 é usado para gerar energia, geralmente enriquecido a cerca de 3%.
• Etapas do Ciclo do Combustível Nuclear:
  • Mineração
  • Conversão em UF₆
  • Enriquecimento
  • Fabricação do combustível
  • Reator
  • Armazenamento
  • Reprocessamento
  • Vitrificação
  • Armazenagem e disposição final

Poluição e Impacto Ambiental

• Poluição: É todo tipo de resíduo que a natureza não tem tempo de reciclar.
• Poluição Antrópica: Gerada pelo homem.

Conceitos de Exploração e Reservas

• Balanço Energético: Determina se a exploração de qualquer fonte energética é lucrativa ou, em termos econômicos, favorável ou não.
• Minério (Jazida): Locais da crosta terrestre com maior concentração de determinado mineral.
• Prospecção: Toda pesquisa e exploração que visa a viabilidade econômica.
• Reserva: Quantidade de recurso já conhecida, com estimativa próxima do certo, comprovada e com viabilidade econômica de exploração.
• Reservas Prováveis: Estimativa "mais ou menos certa", próxima do certo, recuperável em campos onde já foram feitos poços.
• Reservas Possíveis: A alternativa mais distante do certo, estimada para produção em campos já estudados.
• Recurso: Parte do poço que não possui viabilidade econômica de exploração no momento.
• Recurso pode se tornar Reserva: Quando o preço do barril aumenta e a exploração se torna viável.

Geologia e Formação de Combustíveis

• Fitoplâncton: São os primeiros vegetais.
• Águas Anóxicas: São pobres em oxigênio, e as bactérias não conseguem decompor a matéria orgânica nelas.
• Rocha Geradora: Rocha onde o petróleo e gás natural são formados.
• Rocha Reservatório: Rocha porosa e permeável que armazena petróleo e gás natural.
• Rocha Selante (Capeadora): Onde o gás para de migrar por causa da consistência dessa rocha.
• Fitoplâncton e Zooplâncton: São as matérias-primas do petróleo.

Processamento de Petróleo (Downstream)

• Processo de Refino: Realizado através da destilação, craqueamento e reforma.
• Destilação: Processo de separação dos componentes do petróleo por diferença de pontos de ebulição.
• Craqueamento: Quebra das moléculas para facilitar o refino e obter produtos mais leves.
• Reforma: Processo que altera a estrutura molecular dos hidrocarbonetos para melhorar a qualidade dos produtos.
• Tratamento de Derivados: Para remover impurezas.
• Classificação do Petróleo:
  • Simples (Parafínica): Hidrocarboneto saturado.
  • Média Complexidade (Naftênica): Hidrocarboneto cíclico saturado.
  • Alta Complexidade (Aromática): Hidrocarboneto cíclico não saturado.

Setor de Petróleo e Gás (Upstream)

• Upstream: Abrange desde a pesquisa até a produção (pesquisa, prospecção, perfuração, recuperação, desenvolvimento e produção).

Energias Renováveis

Energia Eólica

• Energia Eólica: Energia produzida através do vento, gerando eletricidade sem emissão de CO₂ para a atmosfera e com baixo impacto ambiental.
• Tradição: Tradicional na Holanda e em outros países que utilizam a energia com estruturas offshore.
• Processo: O vento move as pás, fazendo o rotor girar. Este está conectado ao eixo principal que move um gerador dentro da turbina, onde há um multiplicador de velocidade que gira o rotor a 1.500 rotações por minuto, produzindo eletricidade que é então enviada para os cabos de distribuição de energia.
• Classificação da Energia Eólica:
  • Híbrida: Quando a energia do vento enfraquece, utiliza-se combustível fóssil como complemento.
  • Fazenda Eólica (Onshore): Produzida em terra.
  • Offshore: Produzida no mar.
• Potencial de Vento no Brasil: Regiões Sul e Nordeste.
• Ceará: Estado brasileiro mais desenvolvido em energia eólica.

Energia Solar

• Energia Solar: Energia captada pelos raios solares.
• Uso Direto: Quando usada para geração de energia elétrica.
• Uso Indireto: Quando são energias que precisam ou dependem dos raios solares. Ex: biomassa.
• Energia Termossolar: Usada para geração de energia elétrica.
• Solar Ativo: Uso doméstico, com temperaturas não tão elevadas, para a produção de energia elétrica.
• Sistema Termossolar: Espelhos multifacetados que refletem a luz solar para um ponto em uma torre, formando vapor d'água que move as turbinas geradoras de energia.
• Sistema Solar Passivo: Otimiza a luz solar, retardando o uso da energia elétrica. Ex: uma construção eficiente para a entrada da luz do sol, economizando eletricidade.
• Energia Solar Fotovoltaica: Gerada através de fótons vindos do sol que excitam elétrons dentro das células. Usada em zonas rurais.
• Sistemas Fotovoltaicos: Autônomos isolados, autônomos híbridos, conectados à rede elétrica (similar ao uso na eólica).

Energia Geotérmica

• Energia Geotérmica: Necessita de atividade magmática, rochas aquecidas, aquíferos e calor, existindo apenas em alguns locais da Terra. Sua vantagem é o baixo impacto ambiental.
• Histórico: 1º Projeto na Itália (1904), Nova Zelândia (1950), Projeto Geysers (2.800 MW), 1994: 6.200 MW.
• Característica do Recurso Geotérmico: Se a água não for reinjetada, o recurso pode se tornar finito, como um combustível fóssil.
• Uso: Trabalha em baixas e moderadas temperaturas para uso doméstico e em elevadas temperaturas para geração de energia elétrica.

Energia Oceânica

• Energia Oceânica: Proveniente das ondas, marés e calor, diretamente dos movimentos das ondas.
• Energia das Marés: Necessita de um grande diferencial de níveis entre a maré cheia e a vazia. É desenvolvida quando a maré enche e vaza, exigindo muita força. É preciso de no mínimo 4 metros de diferença entre a maré cheia e a vazante.
• Locais de Construção de Usinas no Brasil: Foz do Mearim (Maranhão), Foz do Tocantins (Pará) e margem esquerda do Amazonas (Amapá).

Recursos Naturais

• Recursos Naturais: Elementos da natureza com utilidade para o homem, objetivando seu desenvolvimento e conforto.
• Recursos Naturais Não Renováveis: Carvão, petróleo, gás natural, minerais (energia nuclear).
• Recursos Renováveis: Eólica, solar, biomassa, solos.

Comparativo de Fontes Energéticas

A tabela abaixo resume as fontes energéticas, suas conversões e tecnologias:

• Fonte Solar:
  • Conversão: Térmica (calor, baixa ou média temperatura); Fotovoltaica (energia elétrica).
  • Tecnologia: Coletor solar, concentrador e painéis fotovoltaicos.
• Fonte Eólica:
  • Conversão: Energia mecânica e elétrica.
  • Tecnologia: Aerobombas, moinhos e aerogeradores.
• Fonte Ondas e Marés:
  • Conversão: Energia elétrica.
  • Tecnologia: Turbinas hidráulicas.
• Fonte Biomassa:
  • Conversão: Combustão; Termoquímica (metanização e pirólise - carvão vegetal).
  • Tecnologia: Fornos, caldeiras, câmara de carbonização, gaseificadores.
• Fonte Geotérmica:
  • Conversão: Baixa entalpia (uso direto) e alta entalpia (para gerar energia elétrica).
  • Tecnologia: Turbina a vapor.
• Fonte Hídrica:
  • Conversão: Energia elétrica.
  • Tecnologia: Turbina hidráulica.