Desenvolvimento

· Biocombustíveis
Combustíveis oriundos de vegetais.Os Biocombustíveis são combustíveis com fontes renováveis, obtidos a partir do beneficiamento de determinados vegetais, entre os quais podemos citar: cana-de-açúcar, plantas oleaginosas, resíduos agropecuários, eucalipto, além de muitos outros. Essa fonte de energia, de acordo com especialistas, é uma alternativa relativamente eficiente para amenizar diversos problemas relacionados à emissão de gases e, automaticamente, combater o efeito estufa.

Para isso é preciso promover gradativamente a substituição do uso dos combustíveis fósseis pelos Biocombustíveis, até porque o petróleo é um recurso finito e que, segundo pesquisadores, deve acabar por volta do ano de 2070. Atualmente, a produção de energia a partir de produtos agrícolas é classificada em: etanol, biogás, biodiesel, florestas e resíduos. Em relação à produção do etanol, pretende-se obter totalmente a partir da cana-de-açúcar.

O biogás é uma fonte de energia produzida de restos de matéria orgânica em fase de decomposição, como por exemplo, palhas, estercos, bagaços de diversos tipos de vegetais ou lixo. O biodiesel é uma fonte de energia obtida a partir do processamento de determinadas sementes, como de mamona, dendê, girassol, babaçu, amendoim e soja. Os óleos derivados desses vegetais podem ser usados integralmente ou agregados ao diesel (fóssil) em quantidades variadas.

Os Biocombustíveis apresenta atualmente uma alternativa frente aos problemas ambientais, a escassez de petróleo e os elevados preços desse produto no mercado internacional. No entanto, é bom ressaltar que a produção de Biocombustíveis também age negativamente nos ambientes naturais e que pode também comprometer a produção de gêneros alimentícios.

· Química: Biocombustíveis

Etanol

O etanol (álcool etílico), Ch2CH2OH, é um líquido incolor, inflamável, com um odor característico. É um álcool - um grupo de compostos químicos cujas moléculas contêm um grupo hidroxila, - OH, ligado a um carbono. Os alquimistas medievais ampliaram o uso do termo para referir-se a todos os produtos da destilação e isto levou ao atual significado da palavra.

O ponto de fusão do etanol sólido é de–114.1°C, e de ebulição e de 78.5°C. É menos denso que a água: 0,789 g/mL a 20°C. É utilizado como fluído em termômetros, principalmente para temperaturas baixas, uma vez que o mercúrio congela a –40°C. Existem basicamente 3 processos utilizados para a fabricação do etanol: a fermentação de carboidratos, a hidratação do etileno, e a redução do acetaldeído (normalmente preparado pela hidratação do acetileno). Antes de 1930, o etanol era preparado somente por fermentação, mas, hoje, estima-se que cerca de 80% do etanol produzido nos EUA seja através da hidratação do etileno.O etanol é produzido desde a antiguidade pela fermentação de açúcares. Todas as bebidas alcoólicas e mais da metade do etanol industrial ainda é feito por este processo.

Uma enzima, a zimase, é responsável pela conversão dos açúcares em álcool e gás carbônico:

O etanol produzido por fermentação chega ao máximo a 14% na solução: acima desta concentração, o etanol destrói a enzima zimase e a fermentação pára. O etanol pode ser concentrado por destilação, mas ocorre a formação de um azeótopo (mistura de ponto de ebulição constante) a 96% de etanol em água.

Portanto, o etanol puro não pode ser obtido por destilação. A indústria utiliza agentes desitratantes ou prepara o etanol sinteticamente, a partir de acetaldeído, que é feito através do acetileno.
O etanol é utilizado, nas indústrias, como reagente de partida para vários compostos químicos, tais como o ácido acético, butadieno, acetaldeído. Também é utilizado como combustível puro ou misturado com gasolina.

O aldeído é convertido a acetato, pela enzima aldeído dehidroxigenase

O Brasil é o país mais avançado, do ponto de vista tecnológico, na produção e no uso do etanol como combustível, seguido pelos EUA e, em menor escala, pela Argentina, Quênia, e outros. A produção mundial de álcool aproxima-se dos 40 bilhões de litros, dos quais se presume que até 25 bilhões de litros sejam utilizados para fins energéticos. O Brasil responde por 15 bilhões de litros deste total. O álcool é utilizado em mistura com gasolina no Brasil, EUA, UE, México, Índia, Argentina, Colômbia e, mais recentemente, no Japão.O uso exclusivo de álcool como combustível está concentrado no Brasil.

A Figura 1 compara a produção de etanol em diferentes países e a Figura 2 demonstra como o ganho de escala, a prática empresarial e as inovações tecnológicas tornaram o álcool competitivo com a gasolina.

· BIOGÁS
É o gás gerado pelo processo de digestão anaeróbica de biomassa. Pode ser utilizado no fogão, como combustível, ou para gerar energia elétrica.

Esquema de como pode ser obtido o biogás, por um processo de digestão anaeróbica. Além do gás, ainda é produzido um excelente fertilizante natural, rico em matéria orgânica e sais minerais.

Composição química
Metano (CH4): 60% volume dióxido de carbono (CO2): 35% outros gases (como h4 e h4S): 5%
Metano obtido juntamente com dióxido de carbono por meio da decomposição de materiais como lixo, alimentos, esgoto e esterco em digestões de biomassa.

· Obtenção do Biodiesel

De onde é retirada esta forma de energia renovável?

O Óleo diesel comercializado no Brasil tem implicações diretas na saúde da população, este fato está relacionado à grande quantidade de enxofre (poluente atmosférico) presente neste combustível. Pesquisas realizadas pela Universidade de São Paulo (USP) revelam que cerca de três mil pessoas morrem todos os anos em resposta aos malefícios gerados pela queima do diesel, este dado se refere apenas à cidade de São Paulo. O Biodiesel aparece como uma alternativa, ele é fabricado a partir de fontes renováveis (sementes de girassol, soja, mamona), é um combustível que emite menos poluentes que o diesel e pode ser usado em carros e qualquer outro veículo com motor a diesel.

Vamos conhecer um pouco do processo de obtenção do biodiesel?

A Transesterificação permite transformar o óleo vegetal obtido das sementes em combustível. Composição deste óleo: três moléculas de ácidos graxos ligadas a uma molécula de glicerina. A glicerina proporciona ao óleo uma maior viscosidade.

1. Tudo começa pela prensagem das sementes, isto faz com que o etanol seja separado da torta (bagaço triturado);

2. O etanol é então transformado em óleo bruto e só então começa a Transesterificação;

3. Durante o processo, a glicerina é retirada do óleo vegetal, deixando-o mais fino e menos viscoso.

4. O produto final do processo de Transesterificação é o Biodiesel: combustível ecologicamente correto.

Veja o esquema de obtenção do Biodiesel:

· Energia de biomassa ou bioenergia

É a energia gerada a partir da decomposição, em curto prazo, de materiais orgânicos (esterco, restos de alimentos, resíduos agrícolas). O gás metano produzido é usado para gerar energia.
O que é biomassaEste termo tem sito muito utilizado nos últimos anos, em função das preocupações relacionadas às fontes de energia. A biomassa é capaz de gerar gases que são transformados, em usinas específicas, em energia. Esta energia é resultado da decomposição de materiais orgânicos como.

A Importância da bioenergia:

· Garantir a disponibilidade de energia nos próximos séculos
· A bioenergia pode contribuir para a redução do CO2 na atmosfera e consequentemente a redução do efeito estufa.
· O lixo que é inevitável, pode se tornar útil;
· Do ponto de vista econômico, a bioenergia se revela mais interessante do que outras fontes renováveis de energia;
· A bioenergia pode se tornar prática muito rapidamente por poder gerar combustíveis tanto sólidos quanto líquidos, e por poder usar parte da tecnologia criada para os combustíveis fósseis;
· Redução da importação de energia já que a biomassa geralmente é local.

Quimica
Técnicas de conversão da Biomassa ou Bioenergia
Dependendo da técnica de conversão, a bioenergia pode ser transformada nos seguintes produtos: eletricidade, calor e combustíveis.
As técnicas são as seguintes:
Combustão
Gaseificação
Fermentação
Combustão
· Combustão da biomassa libera calor que pode gerar eletricidade. Então podemos ter:
· Co-produção de eletricidade através de combustão de biomassa em usinas de carvão;
· Combustão de restos de madeira para geração simultânea de eletricidade e calor, ambos aproveitáveis nas indústrias de madeira;
· Combustão é a técnica mais desenvolvida, a biomassa já é co-consumida em muitas usinas de carvão no EUA, onde as usinas de calor também estão partindo para a biomassa.
Gaseificação
Gaseificação é a conversão de biomassa em combustível gasoso. Os principais produtos são hidrogênio e monóxido de carbono. São usados tanto na geração de energia quanto na indústria química. A maioria das técnicas ainda está em estágio de desenvolvimento.
Fermentação
Fermentação é a desintegração da biomassa por uma bactéria anaeróbica para formar uma mistura de metano e dióxido de carbono.
Esse biogás é usado para a geração de eletricidade A fermentação é muito útil em indústrias, elas aplicam esse processo no seu lixo e esgoto para purifica-lo.
Pode se conseguir que esse gás atinja a qualidade do gás natural, podendo então ser usado numa infinidade de outras coisas.
A palavra biomassa explica quase imediatamente o seu significado: massa biológica. E do que falamos quando nos referimos a biomassa: “todos os materiais orgânicos não fósseis que contém energia química intrínseca”. Porquê energia química? Todos nos lembramos de aprender na escola o que significa a fotosíntese:

CO2 + H2O + luz + clorofila = CH2O + O2

As plantas ao receberem luz, água e dióxido de carbono produzem conjuntamente com a clorofila (substância vegetal) hidratos de carbono e oxigênio (durante a noite, na ausência de luz passa-se um processo inverso, em que as plantas consomem oxigênio e libertam dióxido de carbono). Sendo assim os materiais orgânicos não fósseis que contenham carbono no seu interior são considerados biomassa: vegetação terrestre e marinha, árvores, resíduos florestais e agrícolas, resíduos urbanos e alguns industriais, esgotos sólidos e dejetos animais (estrume).
Produtos derivados da biomassa
Bio-óleo
Líquido negro obtido por meio do processo de pirólise cujas destinações principais são aquecimento e geração de energia elétrica.
Etanol Celulósico
Etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles a biomassa, especificamente celulose, é submetida ao processo de hidrólise enzimática, utilizando uma enzima denominada celulose. O outro processo é composto pela execução sucessiva das três seguintes fases: gasificação, fermentação e destilação.
Bioetanol "comum"
Feito no Brasil à base do sumo extraído da cana de açúcar. Há países que empregam milho e beterraba para a sua produção.

· Carvão Mineral

A utilização desse mineral é superada somente pelo petróleo.

O carvão mineral é um minério não-metálico, possui cor preta ou marrom com grande potencial combustível, uma vez queimado libera uma elevada quantidade de energia. É constituído basicamente por carbono (quanto maior o teor de carbono mais puro é o carvão) e magnésio, sendo encontrado em forma de betume.

Esse carvão é considerado um combustível fóssil, pois as jazidas desse minério se formaram há milhões de anos; quando extensas florestas foram submersas, fazendo com que os restos de vegetais, que são ricos em carbono, se transformassem em um elemento rochoso. Esse é classificado em turfa, linhito, antracito e hulha, essa distinção existe em razão das condições ambientais e época de formação.

O combustível fóssil é utilizado, especialmente, no aquecimento de fornos de siderúrgicas, indústria química (produção de corantes), na fabricação de explosivos, inseticidas, plásticos, medicamentos, fertilizantes e na produção de energia elétrica nas termoelétricas. O carvão mineral teve seu uso difundido bem antes do descobrimento do petróleo como fonte de energia. No século XVIII surgiram máquinas movidas a vapor, que permitiram a substituição da força animal pela mecânica.

No século XX o petróleo ocupou lugar de principal fonte de energia, superando o uso do carvão mineral, no entanto, sua importância é bastante representativa no mundo. Atualmente, do total de reservas de carvão existentes no mundo, 56,5% se encontra na Rússia; 19,5%, nos Estados Unidos; 9,5%, na China; 7,8%, no Canadá; 5,0%, na Europa; 1,3%, na África; e 0,4%, em outros países.

Química
GASEIFICAÇÃO DE CARVÃO MINERAL
O futuro do carvão nacional vai depender da gaseificação, considerando o teor de cinzas (26%) e o de rejeito (67%) do carvão retirado da mina, que alem de não ser aproveitado, e poluente. A gaseificação baseia-se em princípios bem conhecidos, consistindo numa seqüência de transformação termoquímicas de qualquer matéria prima combustível, que tenha características adequadas.
As reações básicas são:
Secagem
Pirólise
Oxidação
Redução
Como ocorrem as reações finais?
1 – Exotérmica: C + O2 ------> CO2 + 97.000 Kcal/kmol2 – Endotérmica: CO2 + C ------> 2 CO – 38.200 kcal/kmol3 – Endotérmica: C + 2H2O ------> CO2 + 2H2 – 28200 kcal/kmol4 – Exotérmica: C + 2H2 ------> CH4 + 21.400 kcal/kmol
O rendimento dos gaseificadores se determina:
Sendo:
V em Nm³ do gás produzido
hg em kcal/Nm³ do gás produzido
Q em kcal/Nm³ do calor reversível do gás
B em Kg do combustível utilizado
PCI em Kcal/Kg do combustível, poder calorífico inferior
S em Kcal/hora de calor latente dos subprodutos
Os gaseificadores podem ser enquadrados em quatro tipos:
1 – Leito Fixo2 – Leito Fluidizado3 – Leito Arrastado4 – Sais Fundido

1 – Leito Fixo
É o leito de carvão suportado por grelha fixa, onde o carvão é alimentado por meios manuais e o ar entra por baixo da grelha.
2 – Leito Fluidizado
A gaseificação em leito fluidizado requer uma alimentação de ar pressurizado por baixo da tela, da câmara de combustão vertical, que suporta o leito de areia, outros tipos de leito, sendo que o carvão micro-pulverizado é alimentado por cima.
3 – Leito Arrastado
É o leito de carvão pulverizado, com oxigênio e vapor, introduzido nos cabeçotes, queimando no gaseificador a 2000 ºC, que funde carvão e cinzas, sendo que parte escorre do gaseificador para o tanque d’água. A cinza restante sai pela chaminé.
4 – Sais Fundidos
É num leito de Carbonato de Sódio a 1000 ºC ou Óxido de ferro a 1500 ºC , atuando como meio de fusão do catalizador das reações de gaseificação, para gás de baixo poder calorífico (1500 Kcal/Nm³) e de médio poder calorífico ( 3000 Kcal/Nm³).
O gás de baixo poder calorífico é mais usado para fins industriais, canalizado até 10 km, cujo gaseificante é ar e vapor d’água, fabricado pela Cia. Riograndense de Nitrogenados.
O gás de médio poder calorífico, tem aplicação mais ampla ( síntese de amônia, síntese de metanol) usa como gaseificante oxigênio e vapor d’água.
Afora a gaseificação, também se faz liquefação, partindo da gaseificação que alem do arranjo molecular em presença de um catalizador metálico, tem a liquefação por síntese, usada na África do Sul (processo alemão Fischer-Tropsch) e a liquefação por hifdrogenação usada na Inglaterra.
Na UNICAMP, especialistas estão desenvolvendo um projeto de liquefação por hidrólise, que consiste na hidrogenação do carvão pela injeção de hidrogênio a 800 ºC, para produzir Benzeno, Tolueno e Xileno, até agora extraídos do petróleo.
Na França, na localidade de Artois, tivemos conhecimento de que estava sendo desenvolvido um gaseificador bastante curioso ( gaseificação “in sito”) que consiste de dois poços de grande profundidade verticais, revestidos de tubos de aço, separador de uma distância de 500 metros, porem ligador por um túnel, atravessando a jazida de carvão, que serve de fornalha, onde uma vez começada a combustão controlada a jazida de carvão, produzem-se CO, CO2 e CH, ajudados por injetores de vapor d’água, exaustores e compressores de gases, sendo a primeira coluna para alimentaçao e a segunda funcionando como chaminé.Diante do avanço nessa área, acreditamos que o futuro do carvão mineral, está na gaseificação, por que pode ser realizada nas proximidades das jazidas e o gás passa a ser um combustível nobre, transportado por gasodutos, onde já esteja circulando outros gases combustíveis.
O carvão mineral, dependendo do tempo decorrido do processo de fossilização, pode ser:
do tipo turfa ........................... com aprox. 60% de carbono.do tipo linhito ......................... com aprox. 70% de carbono.do tipo hulha ......................... com aprox. 80 a 85% de carbono.do tipo antracito .................... com aprox. 90% de carbono.
Turfa
Carbono.......... 60,0%hidrogênio....... 5,5 %oxigênio......... 32,0 %
Linhito
carbono ......... 65,0 a 75,0 %hidrogênio ..... 5,0 %oxigênio ........ 16,0 a 25,0 %
Hulha
carbono ......... 80,0 a 85,0 %hidrogênio .....4,5 a 5,5 %oxigênio .......12,0 a 21,0 % (no carvão sub-betuminoso)e 5,0 a 20,0 % (no carvão betuminoso).
Antracito
carbono .......... 90,0 %hidrogênio ......3,0 a 4,0 %oxigênio ......... 4,0 a 5,0 %

· Energia Hidrelétrica

As particularidades positivas e negativas dessa fonte energética.

Dentre as formas de obtenção de energia, a hidrelétrica está entre as que menos poluem, principalmente se comparada com os combustíveis fósseis, tendo em vista que não gera resíduos que poluem o ambiente.

Energia hidrelétrica é um tipo de energia concebida a partir da força das águas, geralmente utiliza um rio para impulsionar as turbinas, além dos desníveis do relevo ou quedas construídas pelo homem. Apesar de aparentemente não ser nociva ao ambiente, a geração de energia a partir de usina hidrelétrica requer a construção de enormes reservatórios que represam as águas de um rio de modo que formem quedas, responsáveis por movimentar as turbinas. Diante disso, percebemos que, ao represar um rio, enormes áreas são inundadas, cobrindo florestas, matando animais, comprometendo rios menores e seus peixes, além de fazendas antigas, povoados, cidades e etc.

Esse tipo de energia responde por apenas 2,5% do total da energia usada no mundo e 15% da eletricidade gerada no mundo são oriundas dessa fonte. Diante desses percentuais, nota-se que a participação desse tipo de geração de energia ainda é modesta. O início da utilização dessa fonte de energia ocorreu por volta de 1860, na Europa. No entanto, o seu uso foi efetivamente difundido após a Segunda Guerra Mundial, pois inúmeras usinas foram construídas.

Nesse tipo de geração de energia é necessário que se tenha rios com grande volume de água e corram sobre relevo do tipo planalto, propiciando assim quedas de água. Em razão desse requisito, nem todo país tem condições naturais para a implantação de usinas hidrelétricas. Os países que possuem grande potencial para geração de energia hidrelétrica são: Rússia, Canadá, Estados Unidos e Brasil. Todos eles possuem territórios de dimensões continentais e abrigam uma grande quantidade de rios.

A produção desse tipo de energia é limitada em virtude das condições naturais necessárias, porém, apesar de sua limitação, apresenta vantagens em relação a outros tipos de fontes energéticas (petróleo, carvão e energia atômica). Dentre as vantagens estão: não gera diretamente poluição e não esgota.

· Gás Natural

Um tipo alternativo de energia composto basicamente por metano.

O gás natural é um tipo de gás constituído, majoritariamente, por metano. Geralmente, é encontrado junto com combustíveis fósseis (petróleo ou carvão mineral). Esse gás pode ser usado como combustível, sendo aproveitado como um dos componentes dos adubos. O gás natural pode ser encontrado de duas formas, sendo diluído no óleo ou mesmo em composição gasosa, além de se apresentar isoladamente próximo à superfície terrestre. Esse tipo de fonte energética tem sido bastante usada no mundo como combustível, por isso responde por 20% de todas as energias produzidas.

Estima-se que, por volta do ano de 2020, o consumo de gás natural aumente aproximadamente 86%, disponibilizando duas maneiras de aproveitamento, sendo utilizado de forma líquida ou gasosa, e o melhor é que existem significativas jazidas espalhadas no mundo. Outro atrativo dessa fonte de energia é que sua queima emite um percentual menor de poluentes em relação aos combustíveis fósseis.

O uso do gás natural tem aumentado, exemplo disso são os Estados Unidos, que a cada ano eleva o consumo desse recurso como fonte de energia. Esse incremento no consumo é explicado pelo fato desse gás possuir um custo mais baixo se comparado ao petróleo e o carvão mineral, além de ser mais fácil de ser transportado, uma vez que ele se desloca por meio de gasodutos. É comum que o gás flua ao longo dos gasodutos desde o local de extração até os pontos de venda, isso acontece até mesmo entre países. Atualmente, as maiores jazidas desse gás se encontram, especialmente, no norte da África e Rússia, áreas relativamente isoladas, fator que dificulta a distribuição.

O gás em questão tem seu uso difundido como combustível (combustão mais limpa, além de pouco danificar os equipamentos) automotivo (usado para movimentar motores de caminhões, ônibus e carros, gerando uma economia de aproximadamente 70%) e na indústria (utilizado com uma das matérias-primas na fabricação de metanol, amônia e uréia).

Química

Gás natural é basicamente a mistura de hidrocarbonetos leves que à temperatura ambiente e pressão atmosférica permanecem no estado gasoso. O gás natural é mais leve que o ar, é inodoro, incolor e atóxico. É uma fonte de energia limpa, que pode ser usado nas indústrias, fazendo a substituição de outros combustíveis mais poluentes. As reservas de gás natural são muito grandes e os combustíveis possuem várias aplicações em nosso dia-a-dia, melhorando a qualidade de vida das pessoas.

Classificação:

Na natureza, o gás natural é encontrado em acumulações de rochas porosas no subsolo (terrestre ou marinho), e em locais arenosos que contêm petróleo nas profundidades do subsolo. Ele pode ser classificado em duas categorias: associado e não associado:

Gás natural associado: é aquele que, no reservatório, encontra-se em companhia do petróleo, estando dissolvido no óleo ou sob forma de uma capa de gás, isto é, uma parte superior da acumulação rochosa, onde a concentração de gás é superior à concentração de outros fluídos como água e óleo.

Gás não associado: é aquele que, no reservatório, está livre do óleo ou este se encontra em concentrações muito baixas. Na acumulação rochosa porosa, a concentração de gás é predominante, permitindo a produção basicamente de gás.

Processo de obtenção do Gás Natural:

Etapa 1 - A etapa inicial é a exploração, que consiste em duas fases: a pesquisa e a perfuração do poço.

Etapa 2 - O gás deve passar por vasos separadores que são projetados e equipados para tirar os hidrocarbonetos e a água que estiver em estado líquido, e também as partículas sólidas.

Etapa 3 - Caso o gás esteja contaminado por compostos de enxofre, então ele é enviado para Unidades de Dessulfurização, onde esses contaminantes serão removidos.

Etapa 4 - Em seguida, uma parte do gás é utilizada no próprio sistema de produção, em processos conhecidos como rejeição e gás lift, com o objetivo de aumentar a recuperação de petróleo do reservatório.

Etapa 5 – Na etapa final o gás restante é enviado para processamento, que consiste na separação de seus componentes em produtos especificados e prontos para utilização.

Benefícios do gás natural como combustível:

• Além de terem um baixo custo, porque geralmente são gases obtidos como subprodutos, são combustíveis que formam com o ar uma mistura mais homogênea. Essa característica contribui para uma melhor distribuição nos cilindros, aumentando o rendimento do motor;

• Aumenta também a facilidade da partida a frio do motor;

• Causa um baixo impacto ambiental;

• Facilidade de manuseio e transporte. Desvantagens do Gás Natural: - Apresenta riscos de asfixia, incêndio e explosão. - Por ser mais leve que o ar tende a se acumular nas partes mais elevadas quando em ambientes fechados. - Por se tratar de um combustível fóssil, ele é uma energia não renovável, portanto, finita. - Em caso de fogo em locais com insuficiência de oxigênio, poderá ser gerado monóxido de carbono (altamente tóxico). Principais gases naturais:

• Metano CH;

• Etano C2H6;

• Dióxido de carbono CO2;

• Nitrogênio N2.

Os gases naturais obtidos através da refinaria de petróleo são:

• Propano;

• Butano;

• Gás do gasogênio - esses gases são obtidos através da combustão do carbono.

· Energia Nuclear

Os principais aspectos de uma polêmica fonte de energia.

A energia nuclear é uma espécie alternativa de energia gerada a partir de usinas nucleares, onde a fissão do átomo é realizada. Desse modo, a quebra do átomo produz energia elétrica. Para a produção é necessário urânio ou tório, que são minérios extremamente radioativos.

Os principais produtores de energia nuclear são os países europeus. Atualmente, de acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica, cerca de 7% de toda energia produzida no mundo são oriundas das usinas nucleares.

É comum que as pessoas relacionem usinas nucleares com fabricação de bombas, entretanto, elas podem ser usadas unicamente com finalidade pacífica, como por exemplo, na produção de energia elétrica.

Atualmente não tem crescido o número de usinas nucleares no mundo e nem mesmo ocorrido a expansão da capacidade produtora das que já existem. Em plena fase de transição entre as fontes de energia tradicionais, como o petróleo e o carvão, e as alternativas, a nuclear ainda continuará em funcionamento nos próximos anos, isso quer dizer que as usinas nucleares não serão desativadas.

Dentre os maiores produtores de energia nuclear no mundo estão: França (70% da energia elétrica produzida), Bélgica (55%), Suécia (50%), Ucrânia (46%) e Suíça (40%). Apesar de esses países serem os grandes produtores, as nações que detém um elevado desenvolvimento tecnológico nesse seguimento, além de terem o maior número de usinas, são: Estados Unidos, França, Japão, Rússia, Alemanha, Reino Unido e Coréia do Sul.

Quimica
· Energia nuclear – o urânio é um elemento químico que possui muita energia. Quando o núcleo é desintegrado, uma enorme quantidade de energia é liberada. As usinas nucleares aproveitam esta energia para gerar eletricidade. Embora não produza poluentes, a quantidade de lixo nuclear é um ponto negativo.Os acidentes em usinas nucleares, embora raros, representam um grande perigo.
A energia nuclear é aquela liberada através do núcleo dos átomos. Como sabemos, todos materiais do nosso planeta são constituídos por minúsculas partes conhecidas como moléculas. Estas moléculas, por sua vez, são formadas por átomos.
Entendendo a Energia Nuclear
Os átomos são formados por núcleo e elétrons, que são orbitais, ou seja, gravitam em torno do núcleo. As partículas que formam o núcleo são unidas por uma força de atração. Quando uma energia externa é aplicada, o núcleo do átomo é desintegrado, liberando calor e radiação. O urânio, em função de suas características químicas, é o elemento utilizado para a geração de energia nuclear nas usinas atômicas. Atualmente, vários países possuem usinas nucleares que produzem energia. Esta energia é considerada limpa, pois não polui o meio ambiente, porém o lixo radioativo deve ser armazenado em locais adequados, seguindo diversas normas rígidas de segurança. O Brasil, por exemplo, possui três usinas nucleares (uma está inativa) na cidade de Angra dos Reis (Rio de Janeiro). O grande problema das usinas nucleares é que devem ser tomadas diversas medidas de segurança, pois em caso de acidente, a conseqüência para o homem e meio ambiente são trágicas e extremas. A energia nuclear também é utilizada para a fabricação de bombas nucleares. Vários países do mundo possuem esta tecnologia, sendo que Estados Unidos e a Rússia possuem os maiores arsenais nucleares do mundo. O poder de devastação destas bombas é enorme. Além de provocar a morte de grandes quantidades de pessoas e causar grande destruição material, provocam diversos tipos de doenças nos sobreviventes, entre elas o câncer. No final da Segunda Guerra Mundial (1939-1945), os Estados Unidos lançaram bombas deste tipo nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, causando grande destruição e milhares de mortes.Curiosidade:
- O primeiro fenômeno nuclear ocorreu em 1896. O pesquisador H Becquerel descobriu a emissão de radioatividade pelo urânio.

· Energia geotérmica

Nas camadas profundas da crosta terrestre existe um alto nível de calor. Em algumas regiões, a temperatura pode superar 5.000°C. As usinas podem utilizar este calor para acionar turbinas elétricas e gerar energia. Ainda é pouco utilizada.
Energia geotérmica, também conhecida como geotermal, é aquela gerada através do calor proveniente do interior da Terra. Esse calor é transformado, na usina geotérmica, em eletricidade.
A energia geotérmica é considerada uma fonte renovável e limpa, pois gera baixos índices de poluição no meio ambiente. Pode ser obtida através das rochas secas quentes, rochas úmidas quentes e vapor quente.Este tipo de energia deve ser aproveitado através de medidas cuidadosas com relação ao meio ambiente, pois pode provocar instabilidade geológica caso seja feita de forma inadequada. Outra providência é o tratamento de água proveniente das camadas subterrâneas, pois pode conter grande quantidade de minérios que prejudicam a saúde.

Aspectos Positivos e Negativos:

Todas as formas de geração de energia elétrica apresentam algum tipo de impacto ambiental. Abaixo, são apresentados os principais benefícios e as desvantagens das usinas geotérmicas

As vantagens dos sistemas geotérmicos são tais que:
Permitem poupar energia (75% de eletricidade numa casa) uma vez que substituem ar condicionado e aquecedores elétricos.
São muito flexíveis, uma vez que podem ser facilmente subdivididos ou expandidos para um melhor enquadramento, (e aproveitamento de energia) num edifício, e isto, ficando relativamente barato.
No entanto, bolsões naturais de vapor a 2 quilômetros abaixo da superfície são muito raros, impedindo a exploração da energia geotérmica em qualquer parte do mundo.
Somente a 15 quilômetros de profundidade é possível obter energia geotérmica. Seja onde for que se precise de uma usina de força, utiliza-se um dos dois métodos existentes:
O primeiro método recorre a um só buraco, de cerca de meio metro de diâmetro.
A água fria despejada no buraco é aquecida pelas rochas lá do fundo e retorna sob a forma de vapor, através de um tubo com interior isolado. O segundo utiliza diversos buracos mais estreitos. A água lançada em um buraco se infiltra nas rochas quentes e retorna à superfície como vapor, pelos tubos, em buracos de subida.

A água bombeada em um poço geotérmico retorna à superfície sob a forma de vapor de alta pressão e água superaquecida. O vapor flui para uma turbina e faz os propulsores da turbina girarem, acionando o gerador e produzindo eletricidade. A água pode ser utilizada para fornecer calor a residências e empresas, antes de retornar ao solo.

Quimica

Libertação de vapor de água e CO2
Aproximadamente todos os fluxos de água geotérmicos contém gases dissolvidos, sendo que estes gases são enviados a usina de geração de energia junto com o vapor de água. De um jeito ou de outro estes gases acabam por ser libertados para a atmosfera, embora não são de séria significância na escala apropriada das usinas geotérmicas.
Odor desagradável devido ao ácido sulfídrico
As propriedades nocivas do ácido sulfídrico (H2S) são preocupantes. Concentrações baixas causam náuseas, mas elevadas podem levar a sérios problemas de saúde e até a morte por asfixia.
Tratamento de água do interior da terra necessário
A água do interior da terra contém minérios prejudiciais a saúde, pelo que não pode ser descarregada sem tratamento prévio.
Poluição sonora
Para a perfuração do poço é necessário o uso de equipamentos semelhantes aos usados na perfuração de poços de petróleo.
Os recursos geotérmicos do território português são apreciáveis, existem 52 recursos geotérmicos identificados, no entanto, o aproveitamento da geotermia para fins energéticos é apenas realizado nos Açores, onde se encontram os recursos de alta entalpia (entre 100º e 150º).
As necessidades actuais na matéria energética, levam à necessidade de se investir na melhoria destes sistemas de aproveitamento, de forma a torná-la mais rentável.

· Energia Solar

Tipo alternativo de energia impulsionado pela luz do Sol.

Energia solar é um tipo de energia proveniente da captação de luminosidade solar transformada em energia elétrica. Diariamente o mundo recebe uma imensa quantidade de luz solar, que representa grande quantidade de energia.

A fantástica energia proveniente da luz solar é superior à produção de todas as fontes convencionais juntas, como usinas nucleares, termoelétricas e hidrelétricas.

O principal entrave é produzir energia a partir desse recurso com custos mais acessíveis e também encontrar maneiras de armazená-la.

Hoje esse tipo de energia tem seu uso ainda restrito ao aquecimento de água e acendimento de lâmpadas, além de ter sua utilização em calculadoras pequenas. No entanto, isso acontece de forma pouco significativa nos países do mundo.

Apesar de ser uma fonte de energia limpa e abundante, são poucos os países que exploram efetivamente essa alternativa, entre os quais podemos citar: o Estado de Israel, onde pelo menos 70% das casas contam com coletores solares; na Indonésia aproximadamente 15 mil casas são iluminadas por energia oriunda de células fotovoltaicas, aparelho que transforma a energia solar em eletricidade.

Em países como Alemanha, Japão e Estados Unidos circulam carros (protótipos) movidos a energia solar, isso de forma experimental. A Alemanha promoveu um plano de incentivo para aqueles que instalassem coletores de energia solar em suas residências. Coletores e equipamentos que revertem energia solar em eletricidade possibilitam que o excedente seja direcionado para a rede elétrica da região. Fazendo que essas residências não paguem contas de energia, mas recebam pelo fornecimento.

O tipo de energia em questão possui diversos pontos positivos, são eles: não gera poluição, exceto na construção dos equipamentos; gera pouca manutenção nas centrais; as tecnologias dos equipamentos estão evoluindo, aumentando a potência e seus custos diminuindo; viabilidade de aplicação em áreas de difícil acesso, pois não requer vultosos investimentos em redes de transmissão; e pode ter seu uso difundido em países tropicais, onde o Sol brilha praticamente o ano todo.

· Energia eólica –

Definição:

Energia eólica é aquela gerada pelo vento. Desde a antiguidade este tipo de energia é utilizado pelo homem, principalmente nas embarcações e moinhos. Atualmente, a energia eólica, embora pouco utilizada, é considerada uma importante fonte de energia por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e não agride o meio ambiente).

Grandes turbinas (aerogeradores), em formato de cata-vento, são colocadas em locais abertos e com boa quantidade de vento. Através de um gerador, o movimento destas turbinas gera energia elétrica.
Atualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração é grande.
Gostaríamos de mostrar agora um esquema envolvendo os passos envolvidos no planejamento e desenvolvimento de um sistema de energia eólica com sucesso.