A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA/NEAD[pic 1][pic 2]

CURSO: LICENCIATURA EM FÍSICA 

POLO: SÃO LUÍS - MA 

DISCIPLINA: INTRODUÇÃO A FÍSICA II

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

SÃO LUÍS - MA

2018

EDNALDO SILVA BELO

JOSEDISON MARTINS

JOSÉ ORLANDO DE FREITAS JÚNIOR

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Atividade apresentada como requisito parcial para obtenção de nota do Curso de Licenciatura em Física da UFMA/ NEAD.

Professor DR. Antônio José Silva Oliveira

SÃO LUÍS - MA

2018

INTRODUÇÃO

A demanda por energia tem crescido a uma taxa de cerca de 5% ao ano, e existem restrições no fornecimento de gás natural e atrasos no cronograma de construção das usinas. Se a demanda continuar crescendo e essas restrições não forem sanados, ocorrerá desequilíbrio estrutural de eletricidade, no final desta década (BRASIL, 2009).

Muitos são os benefícios proporcionados a sociedade por meio da energia elétrica, sendo o trabalho o primeiro fator notável, assim surgindo como consequência a praticidade, geração de renda, comodidade, conforto, bem estar. Por outro lado a sociedade torna-se altamente dependente do fornecimento de energia, ao passo que começa a aderir aos serviços advindos deste produto, contudo o aumento de usuários torna-se uma preocupação quanto a geração de energia elétrica, sendo assim é necessário uma demanda capaz de continuar atendendo toda sociedade com qualidade e continuidade.

A energia é tão essencial para a vida no planeta quanto o ar e a água, se destacando como protagonista da evolução da sociedade e importante elemento para o desenvolvimento. Em função do progressivo aumento da demanda por energia, a matriz energética mundial vem se baseando em combustíveis fósseis e no consumo de energia elétrica, degradando o meio ambiente pela poluição, modificação dos ecossistemas e emissões de gases de efeito estufa na atmosfera (Moura e Motta, 2013). Conforme a Empresa Pesquisa Energética, no Brasil o consumo total de energia cresceu de 215.498 tep (toneladas equivalentes de petróleo) em 2004 para 282.560 tep no ano de 2013 (EPE, 2014).

As características físicas, geográficas e a grande disponibilidade de recursos hídricos no Brasil, foram determinantes para que o país fosse hoje, o terceiro maior potencial hidráulico do mundo. Em termos absolutos, os cinco maiores produtores desse tipo de energia são Canadá, China, Brasil, Estados Unidos e Rússia (CERPCH, 2011).

Para fins didático e aprofundamento no assunto, nesse trabalho será abordado, de modo global, todas as formas de geração de energia elétrica, assim como suas principais características e classificação. Com o principal objetivo de levar ao conhecimento do discente essa tecnologia que a séculos está presente no meio social e foi aperfeiçoada com os avanços tecnológicos consequentes dos estudos em ciências, particularmente na área da Física.

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

A definição Física de energia perpassa por aquelas que os dicionários trazem, ou que estão presentes em determinada cultura, estando comumente associadas a infinitas definições e às adjetivações relativas ao termo: “Energia atômica, Energia nuclear, Energia térmica, Energia cinética, Energia de ativação, Energia de ligação, Energia de repouso, Energia interna, Energia livre, Energia magnética, Energia nuclear, Energia potencial, Energia radiante, Energia térmica, Energia vital, Energia eólica, dentre outras (BUCUSSI, 2007, p. 18).

Ferraz Netto (2011), define como máquina geradora de energia elétrica todo dispositivo que tem como objetivo a produção de energia elétrica por meio da energia mecânica. Boeff e Flores Filho (2013) informam que forma tradicional de geração de energia elétrica é chamada de Geração Centralizada (GC), em que se utiliza uma grande fonte geradora para a transformação da energia, citam como exemplos grandes usinas térmicas e hidrelétricas.

Segundo Reis (2011) a descrição de energia elétrica compreende o resultado de um processo que fazem uso de propriedades físico-químicas e eletromagnéticas da matéria, aplicado no funcionamento de equipamentos inseridos no cotidiano da sociedade. Para isso são adotadas duas formas de geração de energia:

• Primeira forma (Energia Estática)→ não é necessário o uso de peças móveis, adquirida diretamente através de recursos naturais (REIS, FADIGAS E CARVALHO, 2005) e
• Segunda forma → Utiliza peças móveis e na característica de certos materiais conduzirem energia elétrica quando postos em movimento dentro de um campo magnético, por meio desta forma adquire-se energia mecânica ou movimento (BARBOSA ET AL., 2013).

Um exemplo dessa segunda forma são as hidrelétricas que seu funcionamento consiste na geração de energia através do mecanismo de movimentação das turbinas, isso pode ser entendida através da ilustração apresentada logo abaixo:

Figura 1. Princípio mecânico da geração de energia através de turbinas das hidrelétricas.

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Fonte: http://www.mma.gov.br

Além disso é importante conhecer as fontes geradoras de energia, sendo estas classificadas entre fonte renovável e não renovável. As definições levam ao conhecimento da disponibilidade e aplicação do uso da energia. Ainda, auxilia na gestão e eficiência de uso consciente da energia gerada. Para melhor compreender o tema apresenta-se abaixo a ilustração desta classificação.

Figura 2. Classificação das fontes de energias conhecidas

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Fonte: SILVA, Ennio Peres (2004)

Paula (2005) em análise a classificação das fontes leva em consideração as características destas, ressaltando a renovabilidade das fontes tendo como princípio o prazo de restituição dos recursos, à natureza. Logo abaixo são apresentadas as principais considerações do autor quanto tal classificação.

• Fontes primárias → são aquelas originadas de processos fundamentais da natureza. Exemplos: energia dos núcleos dos átomos e a energia gravitacional.
• Fontes secundárias → são aquelas derivadas das primeiras, representando apenas transformações ou diferentes formas daquelas. Exemplos:  biomassa, advinda da energia solar e das marés advinda da energia gravitacional.
• Fontes renováveis → são aquelas que podem ser reutilizadas e renovadas naturalmente, independente de nova transformação. Exemplos:  hidráulica, eólica, solar, biomassa, geotérmica e gravitacional.
• Fontes não renováveis → são aquelas que exaurem os recursos a medida que são utilizadas. Exemplos: petróleo, carvão mineral, gás natural e a fonte nuclear (PAULA, 2005, p. 13-14).

Das fontes acima citadas a energia nuclear é a fonte geradora mais discutida na atualidade, sobretudo quando trata-se de questões ambientais. Para melhor entender a definição desse tipo de fonte recorre-se a Gore (2010) que revela a geração de energia nessa modalidade a partir da fissão controlada de um elemento natural, ou seja, energia térmica e radioativa eliminada no momento de divisão do núcleo de um átomo do elemento natural utilizado (urânio ou outro radioativo). A figura abaixo esquematiza basicamente o funcionamento de uma usina nuclear que utiliza a reação de fissão.