Energia. A sustentabilidade dos recursos essenciais

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1 Energia A sustentabilidade dos recursos essenciais

2 Estudo de caso Crises de energia: Brasil e EUA i. Grandes centros urbanos: $ atrai investidores e mão de obra ii. Aumento da população iii. Esgotamento dos recursos iv. A energia é cortada e comprada de outros lugares v. Preços sobem vi. Soluções?

3 Noções básicas História: Grécia e Roma Leis da Termodinâmica 1. Conservação de energia 2. Perda de energia (útil) Eficiência Primeira Lei (W out /W in ) Segunda Lei (W min /W out ) Energia per capita e qualidade de vida Conservação, eficiência e cogeração* *e.g., termelétricas a gás natural de ciclo combinado

4 Energia potencial da água em um edifício Noções básicas Aproveitamento energético: Edifícios Indústrias Automóveis Valores e escolhas pessoais Políticas energéticas Fontes convencionais, energia alternativa, medidas de conservação, pesquisa, infraestrutura Linha rígida vs. linha flexível? Altura Reflexão crítica: Há energia suficiente?

5 Combustíveis fósseis Pico do petróleo: mito? Guerras e preço Combustíveis fósseis Energia solar transformada Petróleo cru e gás natural Bacias sedimentares (zonas tectônicas jovens) Rocha de origem e rocha reservatório Extração de petróleo: primária/aprimorada Gás: metano e hidratos de metano; combustão "limpa" Impactos (extração, refino, distribuição e uso)

6 Combustíveis fósseis Carvão mineral Decomposição parcial de matéria vegetal e fossilização Rocha sedimentar carbonácea Combustível mais abundante do mundo Mineração: a céu aberto vs. subterrânea Transporte: transformado, ferrovias ou minerodutos Comércio de licenciamentos Alternativas? Xisto betuminoso Areias betuminosas

7 Energias alternativas e o meio ambiente "Renováveis": solar, hidráulica, éolica, marítima, de biomassa "Não Renováveis": nuclear e geotérmica Degradação ambiental menor Energia solar: Passiva/ativa; coletores solares, energia fotovoltaica, geradores térmicos solares Gás hidrogênio Energia hidráulica Potencial Usinas hidrelétricas e PCHs (pequenas centrais elétricas) Impactos

8 Energias alternativas e o meio ambiente Maremotriz Topografia favorável Maré alta energia potencial gravitacional energia cinética Impactos Éolica Dinâmica regional da atmosfera Topografia favorável Energia mais barata Impactos Biocombustíveis Biomassa (recurso mais antigo): lenha, resíduos orgânicos e culturas Custo/benefício Impactos

9 Energias alternativas e o meio ambiente Geotérmica Calor interno da Terra aquecimento e eletricidade Gêiseres Baixa emissão de gases Impactos Nuclear Rendimento ( ) Impactos

10 Estudo de caso Crise energética (décadas de 60, 70) Projeto Nuclear Brasileiro: Angra dos Reis Angras 1 e 2: 2 GW (vs. Itaipu: 14 GW) População e ambiente: Serra, ventos, plano de evacuação... Proteção? Debates... Política Economia Sustentabilidade

11 Energia nuclear (atômica) Definições Fissão vs. fusão Tipos de radiação Decaimento, enriquecimento (e.g., óxidos de U-235) História (Enrico Fermit, ) Reatores nucleares

12 Energia nuclear (atômica) Sustentabilidade Criação de fontes alternativas de combustível ( e.g., H 2 a partir de H 2 O ou CH 4 ) Eficiência energética ( vezes maior que carvão) Uso do combustível nuclear per se Recursos "não-renováveis" Resíduos Reatores regeneradores Resíduos material físsil Reatores de leito de esferas Em desenvolvimento (AS) > Segurança Reatores de fusão nuclear Teóricos

13 Energia nuclear (atômica) Meio ambiente Impactos do ciclo do combustível nuclear Doses e unidades de radiação (exemplos): Bq (becquerel) e Ci (curie): frequência de decaimento Rads (rd) e grays (Gy): dose absorvida Rems (rm) e sieverts (sv): dose equivalente efetiva Vias de absorção de radiação Magnificação trófica Compensação: riscos, impactos e comparação com outras fontes de energia Radiação e saúde ambiental Catástrofes (acidentes e guerras) Gestão de resíduos (baixo nível, transurânico e alto nível)