Fontes de Energia

As fontes de energia são recursos da natureza ou artificiais utilizados pela sociedade para a produção de algum tipo de energia. Esta, por sua vez, é utilizada com o objetivo de propiciar o deslocamento de veículos, gerar calor ou produzir eletricidade para os mais diversos fins.

Trata-se de um assunto extremamente estratégico no contexto geopolítico global, pois o desenvolvimento dos países depende de uma infraestrutura energética capaz de suprir as demandas de sua população e de suas atividades econômicas. As fontes de energia constituem-se também como uma questão ambiental, pois, a depender das formas de utilização dos diferentes recursos energéticos, graves impactos sobre a natureza podem ser ocasionados.

Os meios de transporte e comunicação, além das residências, indústrias, comércio, agricultura e vários campos da sociedade, dependem totalmente da disponibilidade de energia, tanto a eletricidade quanto os combustíveis. Por isso, com o crescimento socioeconômico de diversos países, a cada ano a procura por recursos para a geração de energia cresce, elevando também o caráter estratégico e até disputas internacionais em busca de muitos desses recursos.

As fontes de energia podem ser classificadas conforme a capacidade natural de reposição de seus recursos. Existem, assim, as chamadas fontes renováveis e as fontes não renováveis.

Fontes renováveis de energia

As fontes renováveis de energia, como o próprio nome indica, são aquelas que possuem a capacidade de serem repostas naturalmente, o que não significa que todas elas sejam inesgotáveis. Algumas delas, como o vento e a luz solar, são permanentes, mas outras, como a água, podem acabar, a depender da forma como o ser humano faz o seu uso. Vale lembrar que nem toda fonte renovável de energia é limpa, ou seja, está livre da emissão de poluentes ou de impactos ambientais em larga escala.

A seguir, podemos conferir os tipos de energia produzidos com fontes renováveis:

Energia eólica

Como já adiantamos, o vento é um recurso energético inesgotável e, portanto, renovável. Em algumas regiões do planeta, a sua frequência e intensidade são suficientes para a geração de eletricidade por meio de equipamentos específicos para essa função. Basicamente, os ventos fazem os chamados aerogeradores, que ativam turbinas e geradores que convertem a energia mecânica produzida em energia elétrica.

Atualmente, a energia eólica não é tão difundida no mundo em razão do alto custo de seus equipamentos. Todavia, alguns países já vêm adotando substancialmente esse recurso, com destaque para os Estados Unidos, China e Alemanha. A principal vantagem é a não emissão de poluentes na atmosfera e os baixos impactos ambientais.

Energia solar

A energia solar é o aproveitamento da luz do sol para a geração de eletricidade e também para o aquecimento da água para uso. Trata-se também de uma fonte inesgotável de energia, haja vista que o sol – ao menos na sua configuração atual – manter-se-á por bilhões de anos.

Existem duas formas de aproveitamento da energia solar: a fotovoltaica e a térmica. No primeiro caso, são utilizadas células específicas que lançam mão do chamado “efeito fotoelétrico” para a produção de eletricidade. No segundo caso, utiliza-se o aquecimento da água tanto para uso direto quanto para a geração de vapor, que atuará em processos de ativação de geradores de energia, lembrando que podem ser utilizados também outros tipos de líquidos.

No mundo, em razão dos elevados custos, a energia solar ainda não é muito utilizada. Todavia, gradativamente, seu aproveitamento vem crescendo tanto com a instalação de placas em residências, indústrias e grandes empreendimentos quanto com a construção de usinas solares especificamente voltadas para a geração de energia elétrica.

Energia hidrelétrica

A energia hidrelétrica corresponde ao aproveitamento da água dos rios para a movimentação das turbinas de eletricidade. No Brasil, essa é a principal fonte de energia elétrica do país, ao lado das termoelétricas, haja vista o grande potencial que o país possui em termos de disponibilidade de rios propícios para a geração de hidroeletricidade.

Nas usinas hidroelétricas, constroem-se barragens no leito do rio para o represamento da água que será utilizada no processo de geração de eletricidade. Nesse caso, o mais aconselhável é a construção de barragens em rios que apresentem desníveis em seus terrenos, com o objetivo de diminuir a superfície inundada. Por isso, é mais recomendável a instalação dessas usinas em rios de planalto, embora também seja possível em rios de planícies, porém com impactos ambientais maiores.

Biomassa

A utilização da biomassa consiste na queima de substâncias de origem orgânica para a produção de energia, ocorrendo por meio da combustão de materiais como a lenha, o bagaço de cana e outros resíduos agrícolas, restos florestais e até excrementos de animais. É considerada uma fonte de energia renovável porque o dióxido de carbono produzido durante a queima é utilizado pela própria vegetação na realização da fotossíntese, o que significa que, desde que haja controle, o seu uso é sustentável por não alterar a macrocomposição da atmosfera terrestre.

Os biocombustíveis, de certa forma, são considerados como um tipo de biomassa, pois também são produzidos a partir de vegetais de origem orgânica para a geração de combustível, que é empregado principalmente nos meios de transporte em geral. O exemplo mais conhecido é o etanol produzido da cana-de-açúcar, mas podem existir outros compostos advindos de vegetais distintos, como a mamona, o milho e muitos outros.

Energia das marés (maremotriz)

A energia das marés – ou maremotriz – é o aproveitamento da subida e descida das marés para a produção de energia elétrica, funcionando de forma relativamente semelhante a uma barragem comum. Além das barragens, são construídas eclusas e diques, que permitem a entrada e a saída da água durante as cheias e as baixas das marés, o que propicia a movimentação das turbinas.

Fontes não renováveis de energia

As fontes não renováveis de energia são aquelas que poderão esgotar-se em um futuro relativamente próximo. Alguns recursos energéticos, como o petróleo, possuem o seu esgotamento estimado para algumas poucas décadas, o que eleva o caráter estratégico que esses elementos possuem.

A seguir, os principais tipos de recursos energéticos não renováveis:

Combustíveis fósseis

A queima de combustíveis fósseis pode ser empregada tanto para o deslocamento de veículos de pequeno, médio e grande porte quanto para a produção de eletricidade em estações termoelétricas. Os três tipos principais são: o petróleo, o carvão mineral e o gás natural, mas existem muitos outros, como o nafta e o xisto betuminoso.

Trata-se das fontes de energia mais importantes e mais disputadas pela humanidade no momento. Segundo a Agência Internacional de Energia, cerca de 81,63% de toda a matriz energética global advém dos três principais combustíveis fósseis acima citados, valor que se reduz para 56,8% quando analisamos somente o território brasileiro. Por esse motivo, muitos países dependem da exportação desses produtos, enquanto outros tomam várias medidas geopolíticas para consegui-los.

Outra questão bastante discutida a respeito dos combustíveis fósseis refere-se aos altos índices de poluição gerados pela sua queima. Muitos estudiosos apontam que eles são os principais responsáveis pela intensificação do efeito estufa e pelo agravamento dos problemas vinculados ao aquecimento global.

gerar calor ou produzir eletricidade para os mais diversos fins.

Trata-se de um assunto extremamente estratégico no contexto geopolítico global, pois o desenvolvimento dos países depende de uma infraestrutura energética capaz de suprir as demandas de sua população e de suas atividades econômicas. As fontes de energia constituem-se também como uma questão ambiental, pois, a depender das formas de utilização dos diferentes recursos energéticos, graves impactos sobre a natureza podem ser ocasionados.

Usinas termelétricas

 

Usinas termelétricas produzem energia a partir da queima de carvão, óleo combustível e gás natural em uma caldeira, ou pela fissão de material radioativo (como o urânio).

O calor gerado a partir destes elementos transforma em vapor a água presente em tubos localizados nas paredes da caldeira. Tal vapor, em condições de alta pressão, faz girar uma turbina, que aciona o gerador elétrico. Deste, a energia é conduzida até um transformador para ser distribuída para consumo, enquanto a água é resfriada em um condensador e redirecionada aos tubos da caldeira, para repetir o ciclo.

  

Pouco mais de 60% da energia do mundo é produzida neste tipo de usina que, por aquecer água de rios ou mares para o resfriamento de turbinas e água, além de eliminar dióxido de carbono, gera impactos ambientais consideráveis. 

Entretanto, apesar de não ser consenso, acredita-se que hidrelétricas causam impactos bem maiores, por desmatar e alagar uma área muito grande, e também liberar gases do efeito estufa. Além disso, termelétricas podem usufruir do gás natural, ou mesmo subprodutos como a palha de arroz, como fonte de calor. Disponibilizados de forma relativamente simples a partir de grandes indústrias, lixões e aterros sanitários, estes evitam o uso de derivados do petróleo e são menos poluentes.

Petróleo

O petróleo é um líquido viscoso, menos denso que a água e formado por uma mistura complexa de compostos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos (compostos cujas moléculas são formadas somente por átomos de carbono e de hidrogênio) associados a pequenas quantidades de outras classes de compostos que contêm nitrogênio, oxigênio e enxofre.

A teoria mais aceita para a formação do petróleo é a de que ele se originou de restos de seres vivos, animais e vegetais, ao longo de milhões de anos (estima-se que as reservas de petróleo tenham entre 10 e 500 milhões de anos). Ocorreu que principalmente pequenos seres marinhos, como animais e vegetais unicelulares, acabaram se depositando no fundo de lagos e mares. Com o tempo, houve acumulação de sedimentos e essa matéria orgânica foi empurrada para partes ainda mais profundas, onde condições elevadíssimas de pressões e temperatura, bem como ausência de oxigênio, impediram que bactérias realizassem a decomposição rápida dessa matéria orgânica. Mas sob ação de bactérias anaeróbicas, ela decompôs-se ao longo de milhões de anos, gerando o petróleo.

O petróleo fica armazenado no interior de poros ou espaços vazios de rochas impermeáveis (arenito), chamadas de rochas-reservatório. É daí que vem o nome petróleo, que significa óleo de pedra. Além disso, visto que são gerados pela decomposição de seres vivos, o petróleo, o gás natural e o carvão são denominados de combustíveis fósseis e são todos recursos esgotáveis, ou seja, não são renováveis.

É também graças a essa origem que a grande maioria das reservas petrolíferas encontra-se em bacias sedimentares e depressões geológicas abaixo do fundo do mar, que podem estar próximas à superfície ou a mais de cinco mil metros de profundidade. Acredita-se que grande parte do petróleo foi perdida na superfície por meio de vazamentos ou exsudações, por isso que o petróleo já era usado desde a antiguidade. Os babilônios, por exemplo, usavam o petróleo para calefação, pavimentação de vias e impermeabilização de suas residências; os egípcios também usavam o petróleo para essas finalidades e para a construção das pirâmides, iluminação, embalsamamento de corpos e tratamento de muitas doenças.

Há evidências de que os chineses perfuravam poços para achar petróleo, mas como a tecnologia não era avançada, ele não era usado como combustível. Foi somente em 1859 que Willian Drake perfurou os primeiros poços de petróleo nos Estados Unidos.

O petróleo não é usado na forma crua, mas, depois de extraído, é encaminhado para as refinarias onde passa por processos físicos e químicos, tais como a destilação, para separar os seus componentes em frações. Cada fração é usada com uma finalidade, e as diferenças físico-químicas desses compostos baseiam-se basicamente na quantidade de carbonos em suas cadeias. Veja isso na tabela abaixo e observe que, com o aumento da quantidade de átomos de carbono, as frações resultantes tornam-se mais pesadas:

Principais frações do petróleo, suas composições aproximadas e aplicações

O querosene foi a primeira fração do petróleo a ter importância comercial, pois ele passou a ser usado na iluminação de casas, fábricas e comércios, o que ajudou a preservar as baleias, pois até então o óleo das baleias era o principal combustível de lamparinas e lampiões.

A gasolina passou a ser o derivado mais valioso do petróleo no final do século XIX com a invenção do motor a explosão, cujo combustível é a gasolina.

Mas os derivados do petróleo também são usados na fabricação de inúmeros materiais que usamos no cotidiano, como os polímeros, plásticos usados em embalagens, brinquedos, roupas, calçados, borracha, cola, tintas, detergentes, vernizes, resinas, inseticidas, fungicidas, corantes, solventes, explosivos e assim por diante.

Energia nuclear (atômica)

Na energia nuclear – também chamada de energia atômica –, a produção de eletricidade ocorre por intermédio do aquecimento da água, que se transforma em vapor e ativa os geradores. Nas usinas nucleares, o calor é gerado em reatores onde ocorre uma reação chamada de fissão nuclear a partir, principalmente, do urânio-235, um material altamente radioativo.

Embora as usinas nucleares gerem menos poluentes do que outras estações de operação semelhante (como as termoelétricas), elas são alvo de muitas polêmicas, pois o vazamento do lixo nuclear produzido ou a ocorrência de acidentes podem gerar graves impactos e muitas mortes. No entanto, com a emergência da questão sobre o aquecimento global, o seu uso vem sendo reconsiderado por muitos países.

Cada tipo de energia apresenta suas vantagens e desvantagens, de forma que não há nenhuma fonte que se apresente, no momento, como absoluta sobre as demais em termos de viabilidade. Algumas são baratas e abundantes, mas geram graves impactos ambientais; outras são limpas e sustentáveis, mas inviáveis financeiramente. O mais aconselhável é que, nos diferentes territórios, exista uma grande diversidade nas matrizes energéticas para atenuar os seus respectivos problemas, o que não acontece no Brasil e em boa parte dos demais países.

Por Me. Rodolfo Alves Pena