Nos primórdios, o homem utilizava apenas a energia dos próprios músculos. Com o decorrer do tempo passou a usar também outras fontes de energia, tais como a forca animal (boi, cavalo), o fogo (queima de madeira), a água (rodas d’água) e o vento (moinhos).

A partir do século XVIII, com a Revolução Industrial, o homem passou a utilizar as chamadas fontes de energia modernas, de rendimento muito mais elevado (carvão mineral, petróleo e gás natural, hidroeletricidade, energia atômica ou nuclear), que juntas, responde por cerca de 95% de toda a energia utilizada no mundo. Desse total, cerca de 70% advém do petróleo (40%) e do carvão (30%).
 
 

O QUE É ENERGIA?

Energia significa capacidade de se realizar trabalho. O homem, por exemplo, emprega energia muscular para fazer determinado trabalho; as maquinas de uma indústria necessitam de energia (eletricidade, por exemplo) para realiza-lo; e assim por diante.
 

CLASSIFICAÇÃO DAS FONTES DE ENERGIA

As fontes de energia primária, ou seja, a energia fornecida pela natureza, são classificadas em:
 

1. Renováveis, assim chamadas porque nunca se esgotam, isto é, são fontes contínuas de energia. Por exemplo: solar, hidráulica, eólica (dos ventos), dos vegetais (lenha, carvão vegetal) e outras.
2. Não-renováveis, são aquelas que se esgotam com o uso. Compreendem os minerais energéticos e radioativos, como carvão mineral, petróleo, xisto, urânio e tório.

Podemos classificar, também, as fontes de energia em antigas ou arcaicas (força muscular animal e humana, fogo etc.), modernas (carvão mineral, petróleo, hidroeletricidade e energia nuclear) e alternativas (energia solar, eólica, das marés, geotérmica e outras).
 
 

CARVÃO MINERAL

CONCEITO, FORMAÇÃO E TIPOS

O carvão mineral, também conhecido como carvão de pedra e hulha, é uma substância sólida , de origem orgânica, resultante da transformação de restos vegetais soterrados há milhões de anos. Os principais depósitos de carvão mineral formaram-se durante os períodos Carbonífero e Premiano (Era Paleozóica), há cerca de 350 milhões de anos.

No processo de formação do carvão mineral, isto é,  da transformarão dos vegetais em carvão, o primeiro estágio é a turva e o último é o antracito. Nesse processo, ocorrem gradativa perda de água e de oxigênio e aumento do carbono, adquirindo, assim, o carvão mineral, maior teor calorífico ou energético. A turfa pode apresentar até 90% de umidade e apenas 55% de carbono, ao passo que o antracito praticamente não possui umidade e pode apresentar até 96% de carbono.
Os estágios ou tipos de carvão mineral de acordo com o teor calorífico são:

• Turfa: É a primeira fase. Refere-se à deposição e putrefação dos restos vegetais em ambientes de várzeas ou de pântanos. Apresenta baixo teor calorífico.
•  Linhito: É o segundo estagio. Trata-se de material escuro e que ainda apresenta elevado percentual de água e baixo percentual de carbono.
•  Hulha: É a terceira etapa, ou carvão propriamente dito. É sólida, tem cor negra e pode ser transformada em coque (carvão metalúrgico).
•  Antracito: É o último estágio. Apresenta elevado teor de carbono (90 a 96%), cor negra, brilho vítreo e elevada dureza. É muito utilizado para aquecimento doméstico.

IMPORTÂNCIA E UTILIDADE

Apesar de ser conhecido há muito tempo, o carvão mineral assumiu importância mundial a partir do século XVIII, com a Revolução Industrial. e se constituiu como uma fonte de energia básica até a primeira metade do século XX, quando foi superado pelo petróleo. Apesar disso, continua sendo uma das mais importantes fontes de energia da atualidade.
Também revolucionou a indústria, os transportes (navegação e ferrovia à vapor) e a termoeletricidade (usinas termoelétricas). Ainda hoje é empregado nas siderúrgicas (carvão coque) e na produção de eletricidade (termoelétricas).

DISTRIBUIÇÃO DAS JAZIDAS

A distribuição geográficas das jazidas carboníferas é muito irregular, pois cerca da 97% encontram-se no hemisfério norte, principalmente na Europa, nos Estados Unidos e na China. No Brasil, as principais jazidas estão na Região Sul ( Vale do tubarão – SC, e Vale do Jacuí – RS. Nossa produção é insuficiente para o consumo.
 

PETRÓLEO
 

CONCEITO, ORIGEM E FORMAÇÃO

O petróleo é uma substância oleosa constituída basicamente por uma combinação de carbono e hidrogênio. É um hidrocarboneto líquido de densidade inferior à da água. Sua origem é orgânica, pois se trata de uma substância formada pela deposição de restos de amimais e vegetais em ambientes planctônicos.
Quanto ao processo de formação, tem origem, portanto na decomposição de estos orgânicos junto com a lama, no fundo de ambientes marinhos (litorais, golfos, baías, deltas, ,istmos mares etc.). Com o decorrer do tempo, a matéria orgânica já decomposta e coberta por sucessivas camadas de sedimentos sofre transformações químicas e bioquímicas e dá origem ao petróleo.
Uma vez formado, o petróleo pode migrar do seu local de formação para outros locais, onde, dependendo das condições, com a existência de rochas impermeáveis, vai formar os depósitos ou lençóis petrolíferos. Na maioria dos casos, o petróleo encontra-se armazenado em rochas porosas, por exemplo, o calcário e o arenito, como se as rochas fossem esponjas embebidas com água.
Nos depósitos petrolíferos, normalmente a água ocupa a parte inferior, em seguida vêm o óleo (petróleo) e, na parte superior, o gás (mais leve e menos denso).
 

EXTRAÇÃO E APROVEITAMENTO

O petróleo pode ser encontrado em profundidades que variam desde algumas dezenas até centenas ou milhares de metros. Existem poços com profundidade de até 7.000m.
Até chegar ao consumidor final, o petróleo passa por várias etapas:

a) Pesquisa ou prospecção: É a fase inicial, que corresponde à localização e avaliação das áreas petrolíferas, geralmente as bacias sedimentares terciárias.
b) Extração: Compreende a perfuração do poço e a extração propriamente dita. A seguir procede-se ao transporte do petróleo (geralmente feito através de oleodutos) até as refinarias.
c) Refinação: É a fase em que o petróleo é transformado, nas refinarias, em subprodutos pelo processo de destilação fracionada ou craqueamento. Pela destilação do petróleo obtêm0se, por exemplo, gasolina, gases, querosene, óleo diesel, óleo combustível, óleo lubrificante e asfalto.

Com o aproveitamento cada vez maior dos subprodutos pela petroquímica, bem como pelo aumento de seu consumo, as refinarias, que antes se situavam junto às áreas de extração, passaram a se localizar próximas aos mercados consumidores. Com isso, o transporte de petróleo bruto substituiu o transporte dos derivados. O Brasil, por exemplo, no início importava derivados de petróleo, hoje só importa petróleo bruto, que é refinado aqui o país.
 

IMPORTÂNCIA DO PETRÓLEO

Utilizado comercialmente há menos de 150 anos, o petróleo tornou-se o combustível mais importante da atualidade. Seu valor resulta das inúmeras vantagens que apresenta quando comparado aos demais combustíveis sólidos, especialmente o carvão mineral.
Sua principais vantagens são:

• Ocorre sob forma líquida, sendo por isso de mais fácil extração e transporte;
• É bastante versátil, isto é, tem aplicações muito diversificadas;
• Possui maior poder calorífico que o carvão;
• É menos poluente que o carvão.

Devido às características e vantagens que apresenta, a produção e o consumo do petróleo aumentaram enormemente ao longo do tempo, superado inclusive o carvão mineral. Isso, porem, não quer dizer que a produção e o consumo do carvão mineral tenham diminuído.
 

USINAS TERMOELÉTRICAS

Essas usinas, também chamadas de usinas termoelétricas convencionais (quando queremos diferencia-las das termoelétricas nucleares ou termonucleares), são responsáveis pela produção da maior parte da eletricidade utilizada no mundo. Fazem uso principalmente do carvão mineral e do petróleo como fonte de energia. Isso explica, por exemplo, o predomínio desse tipo de usina nos países e regiões ricas em carvão ou petróleo, como na Europa, na América do Norte e na China, entre outros.
A principal vantagem da usina termoelétricas é que ela pode ser construída próximo ou junto aos locais de consumo, o que implica grande economia nos custos de implantação das redes de transmissão. Por sua vez, tem como maior desvantagem os elevados gastos com o consumo de combustíveis e sua manutenção.

A seguir, mostramos, basicamente, o esquema de funcionamento de uma termoelétricas convencional.

1.   Queima do combustível.
2.   Aquecimento da água na caldeira.
3.   Produção do vapor.
4.   O vapor movimenta as turbinas.
5.   As turbinas acionam o gerador.
6.   O vapor se condensa e retorna à caldeira e o ciclo se repete.

HIDROELETRICIDADE

A utilização da forca da água corrente como fonte de energia para a produção de eletricidade iniciou-se por volta de 1860, sendo portanto contemporânea do petróleo cuja descoberta ocorreu em meu 1859.
Atualmente a hidroeletricidade encontra-se difundida meu todo o mundo sendo particularmente utilizada nos países que dispõe de grande potencial hidroelétrico A eletricidade de origem hidráulica representa cerca de 15% da produção e do consumo. energético. Muundal.
Embora se trate de uma das formas mais economicas de se produzir eletricidade, a implantaçáo de una usina hodroelétrica é relativamente dispendiosa e requer, antes de tudo, algumas condiçóes essenciais como

? existëncia de rios caudalosos e planálticos que possuam desníveis (quedas d`água) ao longo de seus cursos. A água deve Ter força suficiente para girar as turbinas.
? Disponibilidade de áreas extensas e apropriadas a formaçáo de grandes reservatórios de água (orio é represado por meio de barragens). Do reservatório, a água é canalizada em direçáo as turbinas, que, ao girarem, acionam os geradores.

São poucos os países que dispoem de condiçoes naturais favoráveis ao aproveitamento em larga escala da hidroeletricidade. Entre eles estao o Canada, Brasil, EUA e China.
O Brasil, país que dispoe do terceiro maior potencial hidráulico do mundo,tem na hidroeletricidade sua maior riqueza energética. Cerca de 85% da eletricidade produzida no país tem origem hidráulica. A usina binacional de Itaipú, a maior do mundo, tem capacidade para produzir 12,6 milhoes de kw. Para se Ter uma idéia do que isso representa, basta dizer que, em 1970, a produçao hidroelétrica do Brasil era inferior a 9 milhoes de kw.
Embora o Brasil disponha de um potencial hidráulico superior a 200 milhoes de kw, a produçao de hidroeletricidade em 1990 era inferior a 50 milhoes de kw, cerca de 23% do referido potencial.
 

ENERGIA NUCLEAR OU ATÔMICA

A energia nuclear trem como principal fonte o mineral radiativo uranio, que é encontrado na natureza sob a forma da uma mistura de uranio-238 e uranio-235, numa proporçao de 99,3% e 0,7%, respectivamente.
Como somente o U-235 é fissinável (ecapaz de originar uma reaçao em cadeia) e considerando sua pequena ocorrencia na natureza (0,7% contra 99,3% de U-238), a soluçao encontrada foi enriquece-lo, isto é, aumentar a percentagem de U-235 sobre o U-238. É atraves desse processo, conhecido como enriquecimento do uranio, que se consegue obter misturas com até 98% de U-235.
O enriquecimento do uranio requer tecnologia muito avançada e elevados investimentos. Por isso, são poucos os países que possuem o domínio dessa tecnologia e da comercializaçao do uranio enriquecido. O Brasil, apesar de já contar com uma usina nuclear em funcionamento (Angra I)
 E possuir grandes reservas de uranio, ainda não tem domínio completo da tecnologia de enriquecimento do uranio.
O emprego da energia nuclear para fins pacíficos (produçao de eletricidade, no caso) teve início em 1956 (Usina de Calder Hall, na Inglaterra), onze anos após a explosao das bombas atomicas sobre Hiroshima e Nagasaki, no Japao. Apesar do custo muito elevado da produçao de eletricidade de origem nuclear, a disseminaçao das cenytrais nucleares e o aumento da produçao dessa energia foram espetaculares nas duas últimas décadas.
Basta dizer que a produçao da nucleoeletricidade já superou a produçao da hidroeletricidade. Entre 1980 e 1985, a quantidade de usinas nucleares mais que dobrou, passando de aproximadamente 230 para 480. Desse total, cerca de 95% estao concentradas nos EUA, Europa, ex-URSS, Japao e Canadá.
Em alguns países desenvolvidos (Suécia, Finlandia, Bélgica, França) a eletricidade nuclear já representa mais de 35% do total da eletricidade produzida.
Alguns países do Terceiro Mundo, especialmente os industrializados, tais como formosa, China, Índia, Argentina, Brasil e México, já possuem usinas nucleares em funcionamento. Desses países Formosa é o que apresenta maior produçao de eletricidade nuclear (mais de 20%) sobre de energia produzida. A central nuclear brasileira de Angra dos Reis (Angra I ), inaugurada em 1981, tem apresentado constantes problemas e funcionamento intermitente, sendo por isso conhecida nos meios internacionais como “usina-vaga-lume”.
 

ENERGIA SOLAR
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O sol é uma fonte primordial de energia , responsável por todas as formas de vida na Terra . A transformação dessa energia gratuita , não poluente e inesgotável em energia elétrica está ao alcance de todos. Módulos fotovoltaicos transformam luz diretamente em eletricidade , através da "fotossíntese eletrônica " um processo limpo , silencioso , que não utiliza peças móveis , com custo operacional pratica- mente nulo . Sistemas fotovoltaicos são , em regiões desprovidas de energia elétrica , ou onde o suprimento não é confiável , a alternativa definitiva para geração de energia elétrica para inúmeras aplicações , proporcionando ao usuário a total independência de geradores alimentados por combustíveis fósseis ( diesel/ gasolina). Em todo Brasil , mais de 20.000 sistemas fotovoltaicos operam desde 1982 . Em fazendas , módulos fotovoltaicos alimentam geladeiras , sistemas de radiocomunicação , iluminação , recepção de TV e cercas elétricas para confinamento de animais . Na Amazônia , redes extensas de comunicação via microondas da Embratel tem sua energia totalmente fornecida pelo Sol. - Postos de saúde em áreass remotas do Território Nacional são dotados sistemas fotovoltaicos que alimentam geladeiras , iluminação e bombas d’água , proporcionando à população carente o acesso a vacinas , soros e medicamentos vitais para sua sobrevivência . Escolas rurais possibilitam a alfabetização noturna de adultos através do uso de módulos fotovoltaicos para iluminação de salas de aula . No Nordeste Brasileiro , região castigada pela seca , sistemas fotovoltaicos de bombeamento abastecem de água vilas e povoados , irrigando propriedades e contribuindo para fixação do homem na terra . Ao longo da costa brasileira , plataformas de petróleo , embarcações , boias e estações de medição oceanográfica tem seu suprimento de energia garantido por módulos fotovoltaicos . Em agências bancárias , módulos fotovoltaicos alimentam o sistema de automação bancária , a iluminação de emergência e o sistema de alarme , proporcionando total segurança e confiabilidade em casos de "black-outs " . Em aldeias indígenas , o acesso do índio a medicamentos e vacinas é garantido por geladeiras alimentadas por módulos fotovoltaicos .
Tudo isso sem gastar uma só gota de combustível , e sem causar nenhum dano ao meio ambiente !
 

FONTES DE ENERGIA ALTERNATIVAS

Além da energia solar, as principais fontes de energia alternativas são o xisto, os ventos, as marés, a energia geotérmica (vulcões e geiseres, por exemplo), a biomassa, o álcool e outras. Sua utilização em maior ou menor escala depende, no entanto, de vários fatores, como quantidade disponível, custo e disponibilidade tecnológica.
No Brasil, o álcool extraído da cana-de-açúcar representa importante fonte energética alternativa, a despeito das consequências danosas para o meio ambiente. Outros exemplos de fontes alternativas de que o país dispõe são a energia solar, como visto anteriormente, e o xisto, que embora abundantes, pouco são utilizados.
 

O MEIO AMBIENTE

Algumas fontes de energia ao serem exploradas causam impactos ou problemas na natureza, como desmatamentos, inundação das áreas verdes, vazamentos de óleos, defeitos técnicos. E hoje, como por exemplo algumas usinas hidroelétricas cumprem papel social importante, como o desenvolvimento ou a prática da navegação, irrigação de áreas secas ou desérticas esportes e recreação, além de programas de educação ambiental.