A produção, a transmissão e a distribuição de eletricidade demandam investimentos altos, tecnologia avançada e pessoal capacitado.

Transcrição

1 MUSEU LIGHT DA ENERGIA CADERNO DO PROFESSOR A energia elétrica é essencial para o desenvolvimento econômico e social. Esta apostila tem a proposta de desenvolver conceitos e abordagens sobre o tema energia, energia elétrica e meio ambiente, auxiliando o professor para que a visita com seus alunos ao Museu Light da Energia tenha um rendimento ainda melhor. Serve ainda de convite aos professores para a reflexão sobre questões como: a importância da energia na nossa vida, a nossa responsabilidade em utilizá-la de modo sustentável, e também sobre o papel do educador no despertar dessa consciência nas futuras gerações. Ela move a produção, os serviços públicos e os eletrodomésticos da nossa casa, trazendo conforto e bem-estar para o nosso cotidiano. Muitas pessoas usam a eletricidade como se ela aparecesse nas tomadas e interruptores num passe de mágica, sem ligar para o desperdício ou imaginando que não há problema em dela usufruir sem pagar pelo seu uso. Isso é um engano que prejudica a todos. A produção, a transmissão e a distribuição de eletricidade demandam investimentos altos, tecnologia avançada e pessoal capacitado. Nesta oportunidade, além de conhecer um pouco mais sobre energia e eletricidade, vamos ter a chance de rever nossos hábitos e conhecer dicas de como usar a eletricidade com segurança e sem desperdício. 1

2 Sumário O Museu Light da Energia... 3 Energia, a força que nos move Fontes de energia Formas de energia Átomo e eletricidade O fenômeno eletromagnético A energia elétrica e o conforto que ela nos traz Como se produz energia elétrica A conta de energia elétrica Fontes de energia elétrica Usando a energia elétrica com segurança Usando a energia elétrica com responsabilidade Sites para pesquisa Oficina pedagógica

3 Revista para os alunos Site para ser visitado 3

4 Existem diversas formas de energia: cinética, potencial, elétrica, térmica, química etc. A ENERGIA QUE NOS MOVE O conceito de energia foi estabelecido por Isaac Newton, no século XVII: Energia é a capacidade de um sistema físico realizar trabalho. De lá para cá, tal como qualquer conceito científico, ele evoluiu ao longo do tempo. Mas para nossos objetivos, a ideia de trabalho entendida como processos, mudanças de estado ou configuração de sistema já dá conta do recado. Há diversos exemplos que se podem oferecer sobre a presença de energia ao nosso redor. Também são diversos os sinais de quanto dela dependemos, pois afinal é graças à energia que podemos nos mover. Uma folha que cai, uma flor que se abre, um rio que corre, o nascimento de um ser vivo, uma simples caminhada, tudo depende de energia para acontecer. Desde uma lâmpada que se acende até o mais sofisticado dos sistemas, tudo precisa de energia para funcionar. Esses exemplos nos lembram que, seja no ambiente natural ou no construído pelos homens, a necessidade de energia para que tudo funcione é semelhante. Um aspecto muito importante da energia é que toda forma de energia pode ser. transformada em qualquer outra. Quando esfregamos um dedo sobre uma mesa, por exemplo, o dedo esquenta; é a energia mecânica sendo transformada em calor. Quando andamos ou corremos, estamos transformando energia química (adquirida dos alimentos) em energia cinética. Sustentabilidade é cuidar bem do planeta de forma a garantirmos os recursos naturais para uso das gerações atuais e futuras.. E como é que conseguimos gerar grandes quantidades de energia para sustentar nosso modelo de vida? Usando os chamados recursos naturais. 4

5 FONTES DE ENERGIA Eu sou o sol, sou eu que brilho pra você meu amor... Jorge Ben Jor Fonte primária é a fonte de energia que se encontra diretamente na natureza, como por exemplo, o petróleo. O sol é a grande fonte de energia para o nosso planeta. De fato, sem a energia do sol as plantas não fariam fotossíntese, os ventos não se formariam, o ciclo da água não se efetivaria e a vida não existiria. Além do calor e da luz solar, a tração animal, a água, os ventos, o carvão mineral, os gêiseres e as fontes termais, o petróleo, o gás natural, a chamada biomassa dos vegetais e as marés são exemplos de recursos naturais que tem sido usados como fontes de energia. Síntese das fontes e usos da energia Fonte secundária é produzida a partir de outra fonte, como por exemplo, a gasolina. Fonte: educadora.blogspot.com 5

6 FORMAS DE ENERGIA A energia mecânica pode ser cinética ou potencial. A energia cinética está sempre associada ao movimento: se um objeto estiver parado, sua energia cinética é zero. Repare que a energia cinética depende do estado de movimento de quem observa. Por exemplo, o motorista de um ônibus em movimento possui energia cinética igual a zero para um passageiro do ônibus, mas diferente de zero para quem está parado do lado de fora na calçada. A energia mecânica pode ser armazenada sob a forma de energia potencial. Ao esticarmos uma mola, por exemplo, ela armazenará uma certa energia potencial (nesse caso, chamada de elástica). Se soltarmos a mola, a energia potencial elástica armazenada se transforma em energia cinética. Se segurarmos um objeto a uma certa altura, ele terá armazenada uma certa quantidade de energia potencial (nesse caso, chamada de gravitacional). Ao soltarmos o objeto, ele cai, transformando a energia potencial em energia cinética. Energia química: é a energia potencial das ligações químicas entre os átomos. Ela está associada, por exemplo, à queima ou combustão presentes na gasolina, nos derivados de petróleo e até mesmo nos alimentos que se transformam em nosso organismo. Energia térmica: como o nome sugere, apresenta-se na forma de calor. A resistência do chuveiro de nossas casas é uma fonte de energia térmica. O conjunto das reações químicas do nosso corpo (metabolismo) produz a energia térmica, e é por isso que temos uma temperatura corporal. O calor do sol é outro exemplo de energia térmica. Energia luminosa: é a energia das ondas eletromagnéticas situadas na região visível do espectro eletromagnético. Quando um raio de luz atinge o nosso olho, essa energia é convertida em energia elétrica, que viaja pelos nervos da visão até o cérebro, gerando uma imagem. Em uma usina hidrelétrica, a água do reservatório possui energia potencial. Quando forçada a entrar nos dutos, a água adquire energia cinética. Ao chegar nas pás das turbinas, essa mesma água vence a inércia da turbina e a faz girar, adquirindo também energia cinética. As turbinas giram os imãs do gerador, que produzem a energia elétrica. A energia luminosa é também indispensável para um fenômeno essencial à vida: a fotossíntese. A fotossíntese gera energia para as plantas clorofiladas, resultando na liberação, na atmosfera, do oxigênio fundamental para nossas vidas. É importante notar, contudo, que ondas eletromagnéticas fora do espectro visível também possuem energia: ninguém consegue enxergar ondas de rádio, por exemplo, mas elas transportam a energia que fazem funcionar os aparelhos de rádio e TV. 6

7 A Praça das Energias do Museu Light da Energia é um espaço onde se pode brincar e ao mesmo tempo aprender alguns conceitos importantes sobre formas de energia, por exemplo o conceito físico de conservação de energia. Segundo esse conceito a energia não se perde, mas simplesmente muda de forma, ainda que esta forma seja uma dissipação, ou comumente conhecida como perda. Sabendo que a energia se conserva, que a potencial se transforma em cinética e esta por sua vez em potencial, podeíamos pensar que o balanço deveria permanecer em movimento indefinidamente após um único empurrão. Mas não é o que acontece: em dado momento o balanço para. Nos balanços com correntes de comprimentos desiguais pode-se observar que os movimentos de subir e descer acontecem em tempos diferentes, dependendo do tamanho da corrente. Assim quanto menor o comprimento da corrente, menor será o tempo para completar um ciclo, ou seja, haverá maior frequência de movimento. Por que isso acontece? Quando um balanço chega ao ponto mais alto, a energia se apresenta como energia potencial gravitacional. Quando o movimento de volta é iniciado, essa energia potencial é transformada em energia de movimento (energia cinética), que será máxima no ponto mais baixo. Nesse ponto, toda a energia potencial foi transformada em energia cinética, e a velocidade será máxima. O balanço com a corrente mais longa pode ir mais alto, e terá maior energia potencial. Consequentemente atingirá maior velocidade no ponto mais baixo. Por outro lado, quanto maior a corrente, maior o período de oscilação. Por causa disso, os balanços com corrente menor oscilam mais rápido, apesar de terem velocidade máxima menor, e os de corrente maior oscilam mais lentamente, apesar de terem velocidade máxima maior. Isso se dá por causa do atrito com o ar, e também do atrito da corrente com o suporte. O atrito dissipa energia, fazendo o brinquedo parar. A frequência do movimento no balanço só depende do comprimento da corrente e da gravidade local. Ou seja, pessoas com pesos diferentes não alteram o período do movimento. 7

8 São muitos os exemplos de transformação de energia. Outro exemplo prático de transformação da energia de uma forma em outra pode ser experimentado na bicicleta, também encontrada na Praça das Energias: uma coluna de luzes que se acendem indica a energia produzida pelas pedaladas. [Repare que a bicicleta tem um dínamo, componente que transforma a energia do movimento conhecida como cinética em energia elétrica.] Para fazer a bicicleta funcionar, é preciso aplicar a energia potencial do corpo (já resultante da energia química dos alimentos) que se transforma em energia cinética, esta por sua vez, se transforma em eletricidade, que também se transforma em energia luminosa. O princípio é semelhante ao usado na maioria dos geradores de eletricidade (alternador de carro, usinas hidrelétrica, nuclear, termelétrica etc.): um ímã gira entre várias bobinas (fios enrolados), e o seu movimento entre os anéis de fios produz a corrente elétrica, que, no caso da bicicleta, faz acender a coluna de luzes. energia quimica Na fotossíntese, a energia luminosa do sol se converte, nas plantas, em energia química. energia luminosa energia potencial energia elétrica energia cinética Em nossas casas, a energia elétrica é transformada em iluminação, refrigeração, calor, imagem, som etc. 8

9 O Fenômeno da Ressonância Os balanços acoplados são uma oportunidade para aprender sobre transferência de energia e ressonância. Repare que os dois balanços estão pendurados em uma mesma estrutura. Ao impulsionar apenas um deles, a energia é transmitida, aos poucos, de um balanço para o outro, através do movimento da barra em que ambos estão pendurados. Isso acontece até os dois terem praticamente o mesmo movimento. Essa transferência tão eficiente só ocorre porque os dois balanços têm o mesmo comprimento das correntes e podem balançar no mesmo período. Esse fenômeno é chamado de RESSONÂNCIA. É importante ressaltar que a ressonância não é uma forma de energia, mas uma forma de transferência de energia de um sistema físico para outro, e é característica de sistemas que oscilam. Um exemplo de aplicação do fenômeno da ressonância no dia a dia é o rádio de pilha. Todas as estações transmissoras emitem suas ondas de rádio ao mesmo tempo, mas o rádio só detecta aquela que escolhemos ouvir. Como isso acontece? Circuitos eletrônicos possuem frequências de ressonância. Quando sintonizamos o rádio em uma dada estação, estamos colocando o circuito eletrônico em ressonância com a onda de rádio emitida por aquela estação. Para mudar de estação, temos que mudar a frequência de ressonância no rádio. 9

10 No experimento das rampas, a direção da força que atua no corpo que desce é sempre tangente à rampa. No caso da rampa reta, a tangente é sempre paralela à rampa e, portanto a direção da força é constante durante todo o movimento. No caso da rampa curva, a tangente muda em cada ponto da rampa, fazendo a força mudar de direção ao longo do movimento. Entre um escorregador com rampa em curva e outro com rampa reta, qual o mais rápido? E por quê? No primeiro, o tempo para chegar embaixo é menor. No ponto de partida, a energia potencial é a mesma nas duas rampas (para a mesma massa). Na rampa reta, porém a força que atua sobre o corpo é constante durante todo o trajeto, uma vez que a inclinação é constante. O primeiro caso é o do movimento uniformemente acelerado, em que a velocidade aumenta linearmente com o tempo de descida. Se no entanto a rampa tiver uma forma parabólica, por exemplo, a velocidade aumenta exponencialmente com o tempo de descida! Já na rampa curva essa força vai aumentando à medida que o corpo escorrega, fazendo com que a velocidade aumente mais rapidamente do que na rampa reta. Cabe notar que, como os dois escorregadores chegam no mesmo ponto, desprezando-se o atrito, a energia cinética total final será a mesma nos dois casos. 10

11 Os átomos possuem uma propriedade chamada momento magnético, que se assemelha a uma agulha de bússola. Em geral, nos materiais, essas agulhas apontam aleatoriamente no espaço. Mas em outros materiais elas se ordenam e apontam para a mesma direção. Neste experimento lúdico temos um pêndulo com ímã, dentro de uma estrutura piramidal. Os visitantes são estimulados a usar varas metálicas e tentar atrair o pêndulo para si, encostando a extremidade da vara num dos pontos do ímã. Assim podem observar que polaridades opostas se atraem e polaridades iguais se repelem. Evidencia-se assim a propriedade de atração e repulsão presente no campo invisível em torno dos imãs, o chamado CAMPO MAGNÉTICO.. O campo magnético gerado por um ímã varia espacialmente, decaindo com o aumento da distância do ímã. A variação espacial do campo magnético é a responsável pela força magnética, que atrai ou repele outros ímãs. É por essa mesma razão que aqueles enfeites de geladeira, calendários ou telefones de pizzarias feitos com materiais magnéticos grudam na geladeira. A compreensão do fenômeno magnético foi muito importante para a concepção dos geradores de energia elétrica. Em seu interior, o campo magnético é utilizado para transformar energia cinética em corrente elétrica. 11

12 Aristóteles achava que as cores eram propriedades dos objetos, e não da luz. Leonardo da Vinci foi o primeiro a afirmar que a cor é uma propriedade da luz, e não dos objetos. Foi Isaac Newton quem mostrou que a luz poderia ser decomposta em cores com um prisma. Ele provou que a cor era uma propriedade da luz e não dos objetos, e demonstrou ainda que a cor branca é uma mistura de cores (e não uma cor individual). O senso comum nos induz a pensar que a luz solar tem apenas uma cor, mas a árvore de prismas oferece a oportunidade de observação de alguns de seus diferentes espectros. Quando a luz solar incide nos prismas, podemos observar pequenos arco-íris projetados. Isso ocorre porque quando a luz atinge um prisma, passando do ar para o vidro, ela tem o seu caminho desviado. É o fenômeno de REFRAÇÃO. Quanto mais perto do vermelho for a cor, maior o desvio; quanto mais próximo estiver do azul, menor ele será. Assim, o prisma consegue separar as cores, desviando cada uma para um lado e criando o arco-íris. Na natureza, quando a luz do sol incide sobre as gotículas de chuva que vagam suspensas, passando do ar para a água, ocorre o mesmo fenômeno, nesse caso o arco-íris de verdade, com suas sete lindas cores. Que tal construir com os alunos um disco de Newton? Nossa retina é um exemplo de sistema que converte energia luminosa em energia elétrica! O olho humano enxerga do vermelho (450 THz) ao violeta (750 THz). Outros animais enxergam outras faixas: as cobras enxergam no infravermelho (350 THz), e as abelhas, no ultravioleta (1000 THz). O espectro eletromagnético, no entanto, é muito mais amplo do que isso, contendo, por exemplo, ondas de rádio, raios gama, raios X etc. 12

13 Os raios UV podem afetar a estrutura da nossa pele, causando o envelhecimento precoce e outros problemas mais graves. Por isso, proteja-se do sol intenso e use sempre filtro solar! Flashes de câmeras fotográficas e fotocopiadoras produzem grande quantidade de radiação UV. Por isso o uso de câmeras com flashes é proibido nos museus. Entre os tipos de luzes emitidas pelo sol existem algumas que nossos olhos não conseguem ver. Entre elas estão os raios ultra violeta (UV). A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida na atmosfera. Neste experimento, as bolinhas brancas, quando expostas aos raios solares, mudam de cor. Por que isso acontece? Devido à presença dos raios UV, que são muito energéticos. Observe, pelos buracos da tampa de metal, como eles são capazes de mudar até a cor das bolinhas. Em seguida, gire a tampa e veja como as bolinhas que não estavam expostas ao sol ficam bem mais claras. A luz negra pode ser gerada a partir de lâmpadas fluorescentes. Algumas substâncias absorvem esses componente da radiação UV, excitando átomos e moléculas, que, ao perderem o excesso de energia, emitem uma luz azulada. Esse efeito é muito explorado em danceterias. As bolinhas são feitas de um material que absorve radiação UV e emite luz azul. Esse fenômeno é chamado de FLUORESCÊNCIA, e é o mesmo observado em danceterias com luz negra. 13

14 Um cabo de guerra muito especial também está presente na Praça das Energias. O sistema de roldanas é muito utilizado em guindastes, para levantar grandes pesos. Devido à presença das roldanas, este cabo de guerra pode surpreender seus participantes. Um único operador pode vencer de vários outros reunidos. Por que isso acontece? Um sistema de roldanas permite que a força aplicada a uma corda seja dividida em tantas partes quantas forem as polias existentes no sistema. Também servem para ajudar as pessoas a levantar peso, com um mínimo de esforço. 14

15 ÁTOMO E ELETRICIDADE A ciência nos ensina que toda a matéria é feita de átomos e que estes são dotados de um núcleo onde se encontram os prótons e os nêutrons e em torno do qual orbitam os elétrons. Em alguns elementos, como por exemplo, a maioria dos metais, encontramos elétrons que, por não estarem tão apegados ao seu núcleo, podem se mover de um átomo para outro. Eles são chamados de elétrons livres. A presença desses elétrons livres, quando estimulados pela presença de um campo magnético, facilita a indução de corrente elétrica. A visita ao Museu Light da Energia pode ser uma ótima oportunidade para os alunos aprenderem um pouco mais sobre os átomos, elétrons livres, percepção da existência do campo magnético dos ímãs e como tudo isso se junta no gerador de eletricidade que alimenta equipamentos e eletrodomésticos. Os cientistas descobriram 115 tipos de átomos estáveis que com diferentes combinações entre si produzem tudo o que conhecemos no Universo. Na Tabela Periódica encontramos informações sobre os átomos dos elementos químicos. Cabe notar que além dos átomos estáveis descritos na Tabela Periódica existem também átomos instáveis (que emitem algum tipo de radiação). Um desses é o urânio 235, que tem a capacidade de liberar energia quando sofrem fissão. Essa energia pode ser usada nos reatores nucleares para a produção de eletricidade. Esse também é um bom tema de pesquisa para os alunos. Modelo atômico simplificado. Átomo é a menor partícula que caracteriza um elemento químico Um bom exemplo para dar aos alunos do que é um átomo: Imagine, por exemplo, uma barra de ouro. Divida-a ao meio. Pegue uma das metades e divida-a novamente em duas metades. Se fosse possível repetir esse procedimento um grande número de vezes (por exemplo: após divisões), chegaríamos à menor partícula com as características do ouro: um átomo de ouro. Sugira aos alunos pesquisas sobre esse elemento químico cujo símbolo é Au. 15

16 Curiosidade histórica Há muito os humanos buscam compreender como a matéria é constituída. Que tal um passeio no tempo para examinar algumas das propostas dos cientistas sobre o assunto? Demócrito, pensador grego que viveu no século V a.c., foi o primeiro pensador a formular o conceito de átomo como a menor parte da matéria. Ele concebeu um modelo em que os átomos se reuniam e se encaixavam, tal como as peças de um o Lego, para formar a matéria. Desde então surgiram vários outros modelos. Dalton afirmava que o átomo era uma partícula elementar, minúscula e indivisível. Segundo seu modelo, a matéria se assemelha a um conjunto de bolinhas de gude. Thompson descobriu que o átomo era carregado de partículas negativas. Entretanto, ele pensava que essas partículas ficavam como que entremeando uma espécie de massa de carga positiva. Por esse motivo, seu modelo atômico ficou conhecido como pudim de passas. Rutherford descobriu que o átomo é constituído por um núcleo (positivo) e por elétrons que ficam a sua volta, e deduziu que essas partículas se comportavam tal como os planetas que giram ao redor do sol. DIFERENTES MODELOS ATÔMICOS Modelo atômico de Demócrito Modelo atômico de Dalton Modelo atômico de Thompson Bohr concluiu que os elétrons só podem se movimentar ao redor do núcleo se estiverem organizados em órbitas ou camadas específicas. No modelo quântico, o elétron é considerado uma partícula-onda que se move num orbital. Modelo atômico de Rutherford Modelo atômico de Bohr Modelo atômico quântico (o mais atual) 16

17 Os fios que conduzem eletricidade até nossas casas são em geral feitos de cobre. Condutores elétricos Já mencionamos que em alguns materiais, como a maioria dos metais, os elétrons têm grande mobilidade e conseguem pular entre os átomos. Esses materiais, portanto, facilitam a condução de eletricidade. Por isso são chamados de condutores elétricos. Plásticos são em geral bons isolantes elétricos, por isso recobrem os fios e as ferramentas dos funcionários que trabalham mexendo na rede elétrica. Exemplos de bons condutores elétricos são o cobre e o ouro, entre outros. Por outro lado, há materiais com pouca mobilidade entre seus elétrons, como é o caso da madeira, do vidro, do plástico, da borracha e do algodão, o que dificulta a condução elétrica são conhecidos como isolantes elétricos. Um dos melhores isolantes elétricos que existe é o diamante. Em alguns materiais, a condutividade elétrica é intermediária entre condutores e isolantes: eles são chamados de semicondutores, e formam a matéria-prima dos chips de computadores. O silício e o germânio são exemplos de materiais semicondutores. Ao percorrer um fio condutor, a corrente elétrica produz calor. É o chamado efeito Joule, e ocorre por causa das colisões entre os elétrons que conduzem a corrente e os átomos que formam o material do fio. 17

18 Curiosidade histórica O filósofo grego Tales de Mileto, que viveu entre a.c., observou um fenômeno que envolvia um pedaço de âmbar (resina petrificada), um pedaço de pele de animal e o atrito entre os dois. Tales de Mileto Ele percebeu que um pedaço de âmbar, esfregado com a pele de algum animal, adquiria a capacidade de atrair penas, folhas e outras pequenas coisas (objetos de pequena massa). Isso despertou sua curiosidade e a dos homens que prosseguiram investigando o fenômeno através dos séculos. Esse processo foi chamado de eletrização. Hoje se sabe que o atrito transfere elétrons de um corpo para o outro. Diz-se que o corpo que ganha elétrons fica negativamente carregado, e o que perde fica positivamente carregado. Outra observação importante, efetivada ao longo da experiência, é que corpos com cargas diferentes se atraem, e corpos com cargas iguais se repelem. Âmbar eletrizado Que tal replicar a experiência? Um pente plástico passado no cabelo fica eletrizado e consegue atrair pequenos pedaços de linha ou de papel. 18

19 Estados da matéria Podemos dizer que, dependendo do movimento dos átomos nas moléculas, a matéria se apresenta em diferentes estados: Estado sólido - quando os átomos se encontram em baixo estado de agitação, mais átomos podem se concentrar em um mesmo espaço físico. Neste estado, a forma e o volume do material são fixos. Por exemplo: um caderno, um lápis, os cristais etc. Estado líquido - nele encontramos algum grau de dispersão nas moléculas constituintes. A matéria mantém fixo o volume, mas a forma é variável e assume o formato do seu recipiente. Por exemplo: a água, o álcool etc. Estado gasoso - nesse estado o grau de dispersão das partículas que compõem a matéria é bastante significativo, e por isso tanto a forma como o volume são variáveis. Por exemplo, o ar, as nuvens etc. Plasma é considerado o quarto estado da matéria, pois não é sólido, nem líquido, nem gasoso. É formado por elétrons e núcleos livres após a desmontagem dos átomos de gases em altas temperaturas. Nesse estado as partículas se encontram dispersas como no estado gasoso, porém com a presença de elétrons livres, íons e átomos neutros em proporções variadas. Para que a matéria se encontre nesse estado são necessárias uma grande quantidade de energia e temperaturas extremamente elevadas. O plasma é ótimo condutor de eletricidade, forma corrente elétrica em seu interior. Com isso, gera um campo magnético e ainda emite ondas eletromagnéticas. A aurora boreal é causada pelo choque entre jatos de partículas carregadas emitidas pelo sol (elétrons e prótons) com átomos da atmosfera terrestre. 19

20 Interagir com a Esfera de Plasma presente no Museu da Energia é, com certeza, uma interessante experiência sensorial para os alunos Visitante do Museu Light da Energia explora o experimento da esfera de plasma Esfera de Plasma O sistema consiste em um eletrodo central, dentro de uma esfera de vidro, que contém um gás inerte a baixas pressões. No eletrodo, aplica-se uma tensão altíssima, na faixa de 5 mil volts. A esfera de vidro, ao contrário, está a um potencial muito baixo. A alta tensão próxima ao centro ioniza o gás, e as descargas elétricas começam a acontecer; a diferença de potencial entre o centro da esfera e o vidro faz com que se formem os raios dentro do globo, de forma semelhante ao que ocorre nas tempestades. Como o potencial é o mesmo em toda a superfície da esfera, os raios ficam sem direção. No entanto, quando encostamos os dedos na superfície, modificamos o potencial naquele ponto, e os raios então são atraídos para lá. Os raios atraídos para um ponto tornam-se mais brilhantes por causa do aumento da corrente elétrica, que pode chegar a algumas dezenas de miliamperes. 20

21 O FENÔMENO ELETROMAGNÉTICO Lembra quando falamos de eletrização? Dissemos que um corpo fica eletrizado porque captou ou cedeu elétrons. Se captou, ficou carregado negativamente, já que a carga do elétron é negativa. Se cedeu, ficou carregado positivamente. Dizemos então que cada um desses corpos ficou com um determinado potencial elétrico. A diferença de potencial (d.d.p.) entre corpos com cargas de sinais opostos produz um movimento de elétrons entre eles. Quando ligamos esses dois corpos por um fio condutor, naturalmente elétrons vão fluir do corpo carregado negativamente para o carregado positivamente, formando a corrente elétrica. A Terra possui um campo magnético, é por esse motivo que as bússolas apontam sempre para o Norte, o que ajuda os viajantes a se situar. Uma pilha, dessas que utilizamos em rádios, é um exemplo de objeto que mantém uma diferença de potencial entre dois terminais, um positivo e outro negativo. Quando conectadas em um rádio, elas alimentam o circuito eletrônico que faz o aparelho funcionar. As tomadas de nossas casas, onde conectamos nossos eletrodomésticos, também mantêm uma d.d.p., sustentada pela energia elétrica fornecida pela Light. Nas usinas, essa energia é produzida em geradores. O gerador é um conjunto formado por um eixo com fios de cobre enrolados (bobina) que pode girar (rotor) entre dois ímãs fixos (estator) ou ao contrário, como acontece nos geradores das usinas de energia elétrica, onde o que gira são os ímãs. Os ímãs possuem um campo magnético e, quando são movidos próximos a uma bobina, provocam o movimento dos elétrons do fio de cobre, induzindo uma corrente elétrica. Os visitantes do Museu Light da Energia tem a oportunidade de experimentar o funcionamento de um gerador a manivela. A indução eletromagnética é, portanto, o princípio básico de funcionamento dos geradores, que assim transformam energia mecânica em energia elétrica. 21

22 O fenômeno eletromagnético pode ser observado no Museu Light da Energia através do Ferrofluido. Os ferrofluidos possuem inúmeras aplicações em eletrônica, engenharia mecânica, engenharia aeroespacial, na medicina e até nas artes plásticas. Trata-se de um líquido contendo partículas muito pequenas de um material ferromagnético, na escala nanoscópica (1 bilionésimo do metro). As partículas se comportam como agulhas de bússolas e são atraídas por campos magnéticos, além de se atraírem mutuamente. Um pó contendo as partículas ferromagnéticas é misturado em um líquido (que pode ser até mesmo água). As moléculas do líquido aderem à superfície das pequenas partículas, evitando que elas grudem umas nas outras, formando aglomerados. Ao aproximarmos um ímã de um ferrofluido, observamos que as partículas es se acumulam ao longo das linhas de campo magnético. As experiências de Kim Pimmel com material magnético Visitante do Museu Light da Energia explora o experimento com ferrofluido. 22

23 Unidade de Medidas Elétricas As grandezas físicas importantes para fins de descrição da produção, distribuição, e comercialização da energia elétrica são a tensão elétrica (medida em volts), a energia (medida em joules), a potência (medida em watts, ou quilowatts) e o quilowatt-hora (kwh), usado para medir o consumo. Volt Medida de tensão elétrica ou, equivalentemente, de d.d.p. Nas residências, as tomadas são em geral de 127 V ou 220 V. Joule Unidade de energia ou trabalho. Uma pedra de 10 kg, sustentada a 1 m de altura do chão, possui 10 joules de energia potencial gravitacional. Um carro de 500 kg se movendo a 100 km/h tem cerca de 190 mil joules de energia cinética. Para fervermos 1 litro de água, precisamos fornecer aproximadamente Joules de energia térmica. Potência reativa, ou kvarh Trata-se da potência elétrica armazenada por exemplo em certos tipos de eletrodomésticos, que contem motores elétricos. Ela retorna à rede de distribuição, causando sobrecarga no sistema de distribuição. Watt Unidade de potência. Potência é a medida da produção de energia por unidade de tempo. Uma lâmpada de 100 watts produz 100 Joules de energia por segundo. Um chuveiro elétrico de watts, ou 5 kw, dissipa joules de energia por segundo na água que passa por ele. A potência da usina hidrelétrica de Itaipu é de watts ( MW), e da usina nuclear de Angra dos Reis é de watts (657 MW). Quilowatt-hora (kwh) Unidade de consumo de energia. 1 kwh equivale a joules. Uma lâmpada de 100 watts (ou seja, 0,1 kw), acesa por 1 h, consome 0,1 kwh de energia. Se o preço de 1 kwh for de 30 centavos, essa lâmpada gastará 3 centavos por cada hora que ficar acesa. Parece pouco, mas ficando acesa apenas 1 hora por dia, uma única lâmpada consome R$ 11 por ano! Usina nuclear de Angra dos Reis Usina hidrelétrica de Itaipu 23

24 ENERGIA E O CONFORTO QUE ELA NOS TRAZ A energia elétrica pode ser transformada em luz, calor, frio e movimento. Mas será que ela é mesmo importante no nosso dia a dia? Para responder essa pergunta basta lembrar quantos equipamentos são alimentados por ela. Ela acende lâmpadas, iluminando os ambientes, liga a televisão e o aparelho de som (que nos distraem), aparelhos de ar condicionado, que nos refrescam quando está muito quente, e mantém a geladeira ligada, permitindo conservar os alimentos. Elevadores e escadas rolantes precisam dela para funcionar e nos permitem alcançar andares altos sem esforço. Os computadores precisam de eletricidade, bem como o transporte urbano de trens e metrô. Nos hospitais, além da iluminação, a energia elétrica é fundamental para o funcionamento de equipamentos dos quais dependem muitas vidas. Para promover o aquecimento, a energia elétrica também é muito eficiente, em chuveiros elétricos, ferros de passar roupa, secadores e chapinhas de cabelo, secadoras de roupa. Funciona ainda como força motriz em ventiladores, batedeiras, liquidificadores, máquinas de lavar roupas, além de motores de grandes indústrias, bombeamento de água, sistema de irrigação e muitos outros. Também no lazer, como cinemas, teatros, shoppings, casas de espetáculos, a eletricidade é essencial, assim como em todo tipo de serviço, como lojas, escritórios, supermercados, bancos etc. Depois de lembrar os seus variados usos, compreendemos porque a falta dessa energia, ainda que por pouco tempo, traz tantos transtornos, principalmente nos grandes centros urbanos. Fica assim mais fácil reconhecer a importância do trabalho da distribuidora de energia elétrica. É fácil também perceber que o desenvolvimento econômico e social depende de uma boa oferta desta energia. Por este motivo o setor elétrico é um setor que precisa continuamente de investimentos financeiros e de pesquisa científica. A partir da apresentação de alguns exemplos de usos da energia elétrica, estimule os alunos a pesquisa e indicar outros exemplos, construindo painéis com desenhos e fotos desses usos. E aproveite para discutir como seria o cotidiano sem essa energia, os problemas e as alternativas para tal situação. Os alunos incentivados podem ser aqueles que um dia farão novas descobertas e trarão novas soluções para o bem- estar da humanidade. 24

25 COMO SE PRODUZ ELETRICIDADE Embora possamos encontrá-la nos raios e mesmo em nosso corpo (os neurônios, por exemplo, são células que se comunicam por pulsos elétricos), a eletricidade não se encontra disponível na natureza em quantidade para atender nosso consumo. Parodiando os antigos, podemos dizer que a energia elétrica não dá em árvores, mas ela pode ser produzida em usinas, a partir de várias fontes, inclusive o carvão vegetal. Uma vez produzida, ela não pode ser armazenada devendo ser distribuída e consumida. Por isso as usinas são dimensionadas para um determinado consumo previsto. O desenvolvimento da tecnologia para geração e distribuição da energia elétrica tornou-a acessível e de fácil utilização sendo fundamental, hoje, no desenvolvimento econômico de qualquer país. O princípio básico do funcionamento de uma usina geradora de energia elétrica é sempre o mesmo. O que muda nas diversas formas de geração de eletricidade é o que faz girar a turbina que aciona o gerador. Ou seja a fonte. O princípio da geração de eletricidade é a aplicação nas pás de uma força mecânica que gira um conjunto de ímãs (aproximando-os e afastando-os da bobina) induzindo a formação de corrente elétrica. Visitante do Museu Light da Energia explora o experimento gerador de eletricidade. 25

26 No Brasil, a maior parte da eletricidade que consumimos é de origem hidráulica, isto é, vem de usinas que usam a água para mover as pás das turbinas que acionam os geradores. A Light inaugurou sua primeira hidrelétrica em 1908, na cidade de Piraí (RJ). Basicamente, uma usina hidrelétrica compõe-se das seguintes partes: reservatório, barragem, sistemas de captação e adução de água (que levam a água até as pás das turbinas), casa de força (onde se encontram o gerador e a turbina) e o sistema de devolução de água ao leito do rio. A usina de Fontes era a maior do Brasil, capaz de atender toda a demanda do Rio de Janeiro, que tinha então 800 mil habitantes. Nessa usina a barragem ficava no topo do morro, e a água descia pelos tubos até o edifício onde ficavam as turbinas e os geradores. Hoje a empresa tem cinco usinas hidrelétricas e é capaz de produzir 18% da energia que fornece aos consumidores. Nas termoelétricas temos as caldeiras que produzem o vapor que faz girar as pás das turbinas, que por sua vez acionam o gerador. São vários os elementos que podem ser usados para aquecer a caldeira, entre eles, carvão mineral, carvão vegetal, combustíveis derivados do petróleo, biomassa ou mesmo biodiesel. Nos reatores nucleares, por exemplo, a fissão nuclear produz energia que aquece a água de um reservatório, gerando vapor que faz girar as pás do gerador de eletricidade. São conhecidas por isto como usinas termonucleares. Bagaço de cana é um dos vários exemplos de biomassa utilizada nas termoelétricas 26

27 Termossolar é o nome da geração de energia elétrica na qual se utilizam espelhos que captam raios solares dirigindo-os para um boiler que aquece a água até torná-la vapor. O vapor gerado movimenta a turbina que aciona o gerador. Na busca para atender o consumo cada vez maior de energia elétrica e ao mesmo tempo atentos ao cuidado ambiental, os cientistas vêm desenvolvendo muitas pesquisas com as chamadas fontes renováveis. Solar fotovoltaica é uma forma de geração de energia elétrica, que não usa gerador. As placas fotovoltaicas, feitas de silício, são capazes de transformar os raios solares em eletricidade. A energia das marés também pode ser utilizada para acionar geradores de eletricidade, tal como no experimento da COPPE em Pacem, no Ceará. A energia eólica usa a força dos ventos para acionar o gerador e sua participação vem crescendo na matriz elétrica brasileira. 27

28 Resumidamente são cinco etapas a serem destacadas nos caminhos que a energia elétrica percorre: usinas geradoras, subestações elevadoras, sistema de transmissão, subestações abaixadoras e sistema de distribuição. CAMINHOS DA ELETRICIDADE Uma vez produzida, a eletricidade precisa chegar aos centros consumidores. Do gerador até a tomada há um longo caminho, muito trabalho e muita gente e tecnologia envolvidas. A usina geradora, como diz o nome, é o local onde se produz energia elétrica, e que, conforme já mencionado, pode ser hidráulica, térmica ou eólica, conforme a fonte cuja energia impulsiona a turbina. Nas subestações elevadoras a tensão gerada a V ou V é transformada em V ou V (ou outra que se faça necessária). O equipamento que faz isso é um transformador. Essa transformação possibilita o transporte da energia elétrica por longas distâncias. Quanto maior a tensão nas linhas, menor o calor gerado na condução de eletricidade. Dessa maneira, reduzem-se as perdas do sistema durante a transmissão. Geração nas usinas hidrelétricas: Quanto maiores o volume, a velocidade da água e a altura da queda, maior o potencial de aproveitamento do rio na geração de eletricidade. A Light possui apenas uma linha de transmissão e uma extensa rede de subtransmissão com voltagem de V. São mais de torres, com km de linhas aéreas e 165 km de linhas subterrâneas. Sistemas de transmissão. As linhas de transmissão transportam energia elétrica por cabos aéreos, subterrâneos e até mesmo submarinos. O Brasil tem mais de 900 linhas de transmissão operadas por diversas empresas. O conjunto de linhas de transmissão, as subestações de transmissão e as usinas geradoras formam o Sistema Interligado Nacional de Energia. O setor elétrico brasileiro define como transmissão as linhas com voltagem maior ou igual a V. 28

29 Subestações abaixadoras. A energia elétrica não pode chegar ao seu destino na mesma tensão em que é transmitida, pois essa tensão ou voltagem alta queimaria os aparelhos elétricos. As subestações abaixadoras têm transformadores que convertem a tensão de V ou V (ou outra, que se faça necessária) em V ou V para entrar na cidade. Nas redes aéreas ou subterrâneas a tensão é novamente reduzida para entrar nas nossas casas em 127 V ou 220 V. São 87 subestações abaixadoras que a Light possui, e você já deve ter visto alguma delas. É comum vermos essas subestações nos nossos bairros.. Sistemas de Distribuição. Das subestações abaixadoras, a eletricidade segue para as ruas por linhas aéreas ou subterrâneas. Nesse trajeto a tensão ainda é de V ou V. Antes de chegar ao seu destino a eletricidade passa por transformadores que reduzem a tensão para 127 V ou 220 V, que são as voltagens usadas em residências, comércio e outros. A distribuição de energia elétrica no Brasil é efetuada por concessionárias regionais, como a Light, que recebem a energia das geradoras e das transmissoras e a levam aos usuários. São elas que fazem o contato com os consumidores e recebem o pagamento direto pelo fornecimento de energia elétrica. Dos transformadores de ruas saem fios ou cabos, aéreos ou subterrâneos, que entram nas residências e são ligados a uma caixa de entrada. Ali estão a chave geral e o medidor de energia (antigamente chamado de relógio de luz ). A chave geral permite que o circuito elétrico da casa seja desligado, se necessário, e o medidor mede a energia consumida, que será cobrada na conta de luz. 29

30 A CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA O consumo dos equipamentos tem um custo que é cobrado na conta de energia elétrica. Em nossas casas a cobrança é feita mensalmente e baseia-se numa tarifa de energia. É cobrado um valor em reais (R$) por quilowatt-hora (kwh). Esse valor é o resultado da multiplicação da energia consumida no mês pela tarifa aplicada. O registro do consumo é feito pelo medidor de energia elétrica, popularmente conhecido como relógio. As empresas distribuidoras normalmente divulgam em seus sites o detalhamento das tarifas Mais de 40% do valor da conta é composto de encargos e tributos. Entenda melhor a conta. Valor da energia é o custo com compra de energia elétrica adquirida das empresas geradoras. Valor da transmissão é o custo do serviço de transmissão de energia elétrica. Valor da distribuição é o custo com distribuição de energia elétrica. Encargos setoriais são contribuições definidas em leis aprovadas pelo Congresso Nacional. Conta de Consumo de Combustíveis, Reserva Global de Reversão, Taxa de Fiscalização de Serviços de Energia Elétrica, Conta de Desenvolvimento Energético, Encargos de Serviços do Sistema, Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética, Operador Nacional do Sistema e PROINFA. No site da Light, por exemplo, é possível conhecer melhor as tarifas residenciais, não residenciais, tarifa social etc. Clicar em clientes / informações ao cliente / tarifas e tributos Tributos PIS, COFINS e ICMS. 41,23% 4,76% 30,88% transmissão geração 23,13% distribuição encargos+tributos 30

31 A seguir apresentamos dados fundamentais da conta de consumo doméstico. Vencimento é a data limite para pagamento da conta. Existem seis datas disponíveis, que variam conforme a Unidade de Leitura. Classe é a classificação do tipo de cliente (se é residencial, comercial etc.) e o tipo de fase (monofásico, bifásico, trifásico). Referência bancária é o número utilizado para colocar a conta em débito automático. Número da fatura é o número utilizado em fiscalizações. Número do medidor identifica o equipamento que mede o consumo de eletricidade. Medição atual tem a data e o valor da leitura atual. Medição anterior tem a data e o valor da leitura anterior. Constante do medidor é usado para cálculo do consumo mensal. Esse número é estabelecido pelo fabricante de acordo com o tipo de equipamento. O tipo de medidor (constante 1, 10 etc.) é definido conforme a carga instalada. Consumo kwh é o resultado da seguinte conta: (leitura atual leitura anterior) x constante do medidor. Nº dias é o intervalo entre a data de medição atual e a data de medição anterior. Média diária é o resultado da seguinte conta: consumo kwh / nº dias. É o campo de descrição de consumo que mais nos chama a atenção. Nesse campo são detalhados o consumo de eletricidade e, conforme o caso, outros itens, como multas, juros, parcelamentos e taxas como contribuição de iluminação pública. O valor total da conta em R$ é o resultado da seguinte conta: preço unitário R$ x quantidade kwh. O preço unitário é a tarifa que inclui ICMS, PIS e COFINS.. Código do cliente e código da instalação identificam o cliente e o local de consumo e são solicitados nos contatos feitos com a Light. CFOP (Códigos Fiscais de Operações e Prestações) identificam a natureza das operações de circulação de mercadorias e de serviços. A data prevista da próxima leitura avisa quando o leiturista fará a nova leitura do medidor. O gráfico de consumo médio mostra o consumo médio (em kwh) de energia elétrica dos últimos 12 meses. 31

32 FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA Já vimos que a eletricidade é um elemento fundamental do mundo moderno, que nos traz conforto, qualidade de vida e segurança. Sabemos que é uma das formas de energia mais usadas, graças à facilidade de transporte e ao baixo índice de perda energética durante a conversão em luz, movimento ou frio/calor. Vimos também que o que diferencia um tipo de geração de outro é a fonte primária que lhe dará origem. Energia Renovável As fontes podem ser renováveis ou não renováveis Ao falarmos de energia renovável, três fatores precisam ser avaliados: o tempo necessário para a renovação, a disponibilidade e o custo da tecnologia para explorá-la. Quando os estoques naturais levam muito tempo para serem repostos, como por exemplo, o caso do petróleo, em que são necessárias condições geológicas tão especiais que a reposição só ocorre em milhões de anos ou no caso do urânio, cujos recursos terrestres são finitos, dizemos que são fontes não renováveis. Outras fontes de energia como a madeira, necessária para a obtenção de lenha e carvão vegetal, levam anos para serem repostos. Mas há também fontes abundantes na natureza, como o vento, os raios solares ou a água dos rios e oceanos, estes são exemplos de fontes renováveis. Resíduos Um subproduto indesejável da transformação de energia são os resíduos, responsáveis pela poluição. Resíduo é tudo o que sobra de qualquer processo de transformação como, por exemplo, as emissões de CO2 resultantes da queima de combustível de veículos ou o lixo radiativo de uma usina nuclear. A geração hidráulica, maior fonte de energia elétrica no Brasil, não gera resíduos durante a sua produção. Quando o processo de transformação de energia produz pouco ou nenhum resíduo, dizemos que se trata de energia limpa. A energia elétrica pode ser produzida em grandes quantidades a partir de diversas fontes de energia que nos são fornecidas pela natureza, entre elas: petróleo e seus derivados, gás natural, carvão mineral, energia solar, energia geotérmica, energia hidráulica, biomassa e biodiesel, energia eólica, energia das marés. A fonte de energia é considerada renovável se o seu estoque é reposto rapidamente e a tecnologia para explorá-la está disponível a um custo razoável. O impacto ambiental pode vir dos resíduos, como a poluição do ar causada pela queima de gás nas usinas termoelétricas, do lixo atômico, ou de vazamentos de material radiativo em caso de acidentes em usinas nucleares. Além desses, as alterações climáticas, o prejuízo ao habitat ou rotas migratórias de animais ou mesmo o esgotamento de recursos naturais, constituem outros impactos. Esses estão entre os cuidados que se deve ter na produção de energia elétrica. 32

33 Dicas e cuidados: USANDO A ENERGIA ELÉTRICA COM SEGURANÇA Ao refletir sobre qualidade de vida, não podemos deixar de lado a questão da segurança no consumo da eletricidade. Seu uso requer atenção especial para evitar acidentes provocados por choques, curtos-circuitos e sobrecargas. O choque elétrico, por exemplo, pode até causar a morte em algumas situações. No meio em que vivemos choques elétricos com maior ou menor gravidade, são comuns, pois nossas casas estão cheias de tomadas, fios, chuveiros elétricos e outros equipamentos. Para evitar os riscos é importante haver um bom isolamento do sistema elétrico. Além disso, deve-se procurar um especialista sempre que for necessário mexer nas instalações. Afinal, ele sabe lidar com elas. Nas ruas são comuns os acidentes com crianças que soltam pipa perto da rede elétrica. Alerte seus alunos sobre esse risco! Durante as tempestades, o risco é ainda maior por causa da água, que pode conduzir eletricidade. Proteja-se em lugar seguro! Cabe notar que a água pura é péssima condutora de eletricidade, mas as sujeiras que se misturam a ela, no caso da água da chuva, sobretudo em enchentes, permitem a condução elétrica. A água do mar, por sua vez, é ótima condutora de eletricidade, por causa do sal que ela contém. Todos podemos e devemos fazer a nossa parte, evitando situações de risco. Evite ligar mais equipamentos do que as instalações suportam Não utilize aparelho doméstico estando com as mãos ou pés molhados. Nunca desligue um aparelho elétrico da tomada puxando pelo fio. Só limpe seus eletrodomésticos após desligá-los e retirá-los da tomada. Jamais enfie garfos, facas ou outros objetos dentro dos aparelhos, principalmente quando estiverem ligados. Chame um eletricista quando precisar trocar ou consertar as instalações elétricas. Fios soltos na rua? Avise a concessionária de energia elétrica e passe longe Oriente os alunos a não soltar pipa perto da rede elétrica. E nem balões, pois esses também podem cair nas redes elétricas e provocar graves acidentes. 33

34 USANDO A ENERGIA ELÉTRICA COM RESPONSABILIDADE Vimos a importância da eletricidade para o conforto das pessoas e para o desenvolvimento econômico. Vimos também que para gerar eletricidade consumimos recursos naturais, e sabemos que isso afeta o planeta. Estima-se que no Brasil mais de 10% do consumo de energia anual é desperdiçado. Isso significa cerca de 44 bilhões de kwh jogados fora todos os anos e equivale a metade do consumo anual do estado mais industrializado do país. Algo precisa ser feito para mudar esse cenário. O uso da eletricidade deve ser feito de forma responsável. A eficiência energética aparece então como um valioso instrumento para atender as demandas sem aumentar a pressão sobre os recursos naturais. Pois, ao mesmo tempo que ela se volta para os aspectos tecnológicos, buscando melhorar o desempenho de consumo dos equipamentos, facilita a tomada de decisão dos usuários no ato de compra. É também necessário investir na formação de hábitos de consumo sem desperdício. Essa ideia é relativamente nova, é um desdobramento das discussões mundiais sobre as condições de vida no planeta. A decisão da compra pode ser orientada pela presença do Selo do PROCEL que indica o nível de eficiência nos equipamentos expostos nas lojas. Os equipamentos mais eficientes são enquadrados na classe A do Inmetro. O setor industrial pode colaborar aumentando e adequando a eficiência energética de máquinas, processos, procedimentos e produtos, através do aperfeiçoamento das rotinas de manutenção e verificação do funcionamento de equipamentos e instalações. No comércio, a contribuição se dá pela escolha de materiais adequados para a construção e reforma das instalações, com especial atenção aos sistemas de refrigeração e iluminação. Na hora de adquirir um eletrodoméstico novo para sua residência, observe o selo do PROCEL. Graças a ele, você pode escolher um equipamento que oferece o mesmo conforto consumindo menos energia. Não é legal?! Deixar lâmpadas e equipamentos ligados sem estar sendo usados é desperdício de energia. Mudando esse hábito você só tem a ganhar! O poder público pode ajudar obtendo maior eficiência nas instalações, como na iluminação, trocando lâmpadas ineficientes por outras de melhor rendimento. Enquanto que o setor agrícola, pode fazer parte da corrente de responsabilidade, por exemplo, melhorando os sistemas de irrigação. 34

35 Nas escolas, o estímulo à observação dos hábitos de alunos, professores, funcionários e seus familiares pode ser uma saída, pois é uma boa forma de combater desperdícios. Ao final deste material você vai encontrar uma série de sugestões de como se evitar o desperdício. Ainda, com relação ao uso com responsabilidade vamos enfocar a questão das ligações clandestinas. Um sério problema enfrentado pelas empresas de distribuição são as ligações clandestinas. Os famosos gatos. Estas ligações causam perdas comerciais enormes, uma vez que a empresa distribuidora paga pela eletricidade comprada das geradoras, impostos e taxas, e custo da manutenção da rede de distribuição. Além disso, as ligações clandestinas colocam em risco os usuários e a própria rede elétrica, aumentando ainda mais o custo da manutenção. O emaranhado de fios e as conexões malfeitas podem gerar curtoscircuitos, causando danos aos equipamentos do próprio usuário, além de sobrecarga no sistema levando à interrupção do fornecimento de eletricidade. Isso sem falar em acidentes com risco de vida. Assim uma ação impensada, que aparentemente resolve o problema de um indivíduo, pode provocar grandes prejuízos para a coletividade. A Light faz vistorias em locais com suspeita de fraude e conta com o Disque Light para receber denúncias a fim de coibir essa prática que prejudica a todos. O pagamento da conta em dia também é igualmente importante para o bom fluxo de fornecimento de energia. Gatos colocam em risco a segurança da rede elétrica. São muitas as iniciativas da Light para coibir a prática do desvio de energia elétrica, mas a educação é sem dúvida um componente importante para a solução desse problema. O indivíduo educado para práticas de cidadania compreende melhor o alcance de suas ações para a sociedade e percebe o que deve e o que não deve fazer, e que suas ações tem consequências, que podem inclusive prejudicar os outros. 35

36 SITES PARA PESQUISA Site de busca sobre ciências. - Site do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. cisco.com.br - Site educativo. - Site do Instituto de Física da UFRJ. - Site do Instituto de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da UFRJ. - Site educativo de física. - Site sobre a história da eletricidade e história das usinas (com fotos). - Site educativo. Site sobre história do átomo. Site com link de vários departamentos da UERJ. Uma importante ferramenta para pesquisa tanto de professores quanto de alunos é a INTERNET. Por isso, indicamos alguns endereços que podem ser visitados para aprofundar temas abordados nesta apostila. - Site da usina de Itaipu com acesso a várias empresas do setor energético. - Site de jornalismo científico. - Site oficial da Eletrobrás. - Site sobre partículas elementares. - Site Educativo. Sites sobre Energias Renováveis Sites com vídeos da Light 36

37 OFICINAS PEDAGÓGICAS Como parte de uma estratégia de atendimento diferenciado a Light criou o Dia do Professor. Nesse dia, é oferecida a um grupo de professores uma oficina pedagógica no período de 2 horas, para melhor aproveitamento do conteúdo apresentado na exposição, em horário agendado. Esperamos assim que os professores se sintam mais seguros sobre o assunto e preparem seus alunos para que usufruam melhor de sua visita. Na primeira meia hora haverá uma dinâmica de respiração para sentir melhor a energia que circula em nossos corpos e mantém nossa vitalidade. Esta parada nos prepara para prosseguir. A seguir selecionamos algumas atividades: 1. Identificando as atividades mais apropriadas para os alunos Para essa atividade utilizaremos a memória da própria visita ao Museu estimulando os professores a identificar os conteúdos dos experimentos e o que é mais indicado para seus alunos. Identificando os Experimentos Identificando o Conteúdo Indicação para os Alunos Alto Baixo 37

38 Identificando os Experimentos Identificando o Conteúdo Indicação para os Alunos Alto Baixo 38

39 2. Eletricidade em casa sem desperdício: Já faço / Posso fazer Esta atividade tem como objetivo estimular o olhar sobre nossos hábitos cotidianos em relação ao consumo doméstico. É uma atividade muito simples e fácil de fazer em sala de aula com seus alunos, promovendo um debate sobre os resultados. Identifique, e assinale com um X, entre as dicas abaixo, aquelas que voce já faz. E aproveite para saber um pouco mais sobre hábitos de consumo responsável. No verão mantenha a chave seletora na posição média ou verão. Não demore muito no banho. O chuveiro elétrico consome muita energia. Desligue o chuveiro quando estiver se ensaboando: isso economiza água e energia. A utilização de energia solar, através de coletores solares, é muito eficiente para o pré-aquecimento da água. Acumule a maior quantidade de roupas possível e passe todas de uma vez só. Passe primeiro as roupas que precisam de temperaturas mais baixas (tecidos leves). Quando a temperatura estiver mais alta, passe as roupas de texturas mais grossas. Depois de desligar o ferro, aproveite enquanto ele está quente para passar as roupas mais leves. Evite acender lâmpadas durante o dia. Faça melhor uso da iluminação natural. Abra bem as janelas, cortinas e persianas. Nos locais ocupados por mais de três horas diárias, utilize lâmpadas fluorescentes compactas. 39

40 Pinte o teto e paredes internas com cores claras. Isso evita o uso de lâmpadas de maior potência. Mantenha lâmpadas e luminárias limpas para permitir a reflexão máxima da luz. Desligue as luzes nos locais onde não há ninguém. Proteja a parte externa do aparelho condicionador de ar dos raios do sol. E não bloqueie as grades de ventilação externas. Libere a saída de ar do aparelho evitando cortinas, persianas, armários ou estantes na frente. Deixe janelas e portas fechadas quando o aparelho estiver ligado. Procure utilizar toda a capacidade da máquina de lavar em uma mesma lavagem. Evite usá-la muitas vezes por semana. Limpe o filtro da maquina de lavar roupa com frequência e utilize a dosagem correta de sabão para não precisar repetir a operação de enxágue. Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família. Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia. Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família. Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia. Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família. Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia. 40

41 Analise o tipo, o modelo, a capacidade e o preço e compare os dados das etiquetas do Procel que indicam o consumo de energia elétrica de cada aparelho. Instale a geladeira em local bem ventilado e evite proximidade com fogões, aquecedores ou áreas expostas ao sol. Evite abrir a porta sem necessidade ou deixá-la aberta. Quando abrimos a porta da geladeira, o ar frio sai e o ar quente do ambiente entra. Isso faz com que o motor seja acionado, aumentando o consumo de energia. Alimentos ainda quentes guardados na geladeira também aumentam o consumo de energia. Degele a geladeira periodicamente e deixe que se formem camadas espessas de gelo. O gelo é um ótimo isolante térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro pode provocar um aumento de consumo de energia de até 20%! Evite forrar as prateleiras da geladeira com vidros ou plásticos. Isso dificulta a circulação do ar frio. térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro pode provocar um aumento de consumo de energia de até 20%! Secar roupas atrás da geladeira não é aconselhável. A grade quente que ali está é o trocador de calor da geladeira. É por ali que sai o ar quente que é retirado de dentro da geladeira. térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro pode provocar um aumento de consumo de energia de até 20%! 41

42 Patrocínio: Correalização: Realização: Oficinas e Caderno do Professor: 42