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ORIGEM DAS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS

Posted by Ricardo D.S. on domingo, 7 de março de 2010 , under , , , | comentários (0)




DESCOBERTA DO ELÉTRON

A existência do elétron foi postulada por G. Johnstone Stoney como uma unidade de carga no campo da eletroquímica. O elétron foi descoberto por Thomson em 1897 no Laboratório Cavendish, da Universidade de Cambridge, enquanto estudava o comportamento dos raios catódicos. Influenciado pelo trabalho de Maxwell e o descobrimento dos raios X.

"O Tubo de Raios catódicos de J.J. Thomson". O tubo de raios catódicos é semelhante ao tubo de imagem de um aparelho de televisão. Partículas carregadas (hoje conhecidas como elétrons) são emitidas por um filamento aquecido em uma das extremidades de um tubo evacuado e aceleradas por uma diferença de potencial elétrico (V). Depois de passarem por uma fenda em um anteparo, formam um feixe estreito. Em seguida, passam por uma região onde existem dois campos cruzados e atingem uma tela fluorescente, onde produzem um ponto luminoso (na televisão os pontos são parte da imagem). As Forças a que o elétron é submetido na região de campos cruzados podem desviá-lo do centro da tela. (como o sentido da deflexão depende do sinal da carga das partículas, thomson foi capaz de provar que as partículas responsáveis pelo ponto luminoso na tela tinham carga negativa). Thomson também afirmou que essas partículas estavam presentes em todas as formas de matéria e também eram mais de 1000 vezes mais leves que o átomo mais leve conhecido (hidrogênio).





Ainda que Stoney haja proposto a existência do elétron, foi Thomson quem descobriu seu caráter de partícula fundamental. Para confirmar a existência do elétron, era necessário medir suas propriedades, em especial a sua carga elétrica. Este objetivo foi alcançado por Millikan, através da célebre experiência da gota de azeite, realizada em 1909.

George Paget Thomson, filho de J.J. Thomson, demonstrou a natureza ondulatória do elétron, provando a dualidade onda-corpúsculo postulada pela mecânica quântica. Esta descoberta lhe valeu o Prémio Nobel de física de 1937.

O spin do elétron foi observado pela primeira vez pela experiência de Stern-Gerlach. Sua carga elétrica pode ser medida diretamente através de um eletrômetro e a corrente gerada pelo seu movimento com um galvanômetro.

DESCOBERTA DO PRÓTON

No interior da ampola de descarga em gases rarefeitos é colocado um cátodo perfurado.
Do cátodo perfurado partem os elétrons ou raios catódicos (representados em vermelho), que se chocam com as moléculas do gás (em azul claro) contido no interior do tubo. Com o choque, as moléculas do gás perdem um ou mais elétrons, originando íons positivos (em azul escuro) que repelidos pelo ânodo, são atraídos pelo cátodo, atravessam os furos e colidem com a parede do tubo de vidro, enquanto os elétrons são atraídos pelo ânodo e ao colidirem com a parede de vidro do tubo produzem fluorescência.
Os raios canais são, na realidade, prótons.




A massa dos raios canais varia de acordo com o gás rarefeito. Assim, quando o gás é o hidrogênio, os raios canais são íons positivos de menor carga e massa, permitindo concluir que a massa dos raios canais depende do tipo do gás rarefeito, contido na ampola.

DESCOBERTA DO NÊUTRON

Num acelerador de partículas subatômicas, a partícula alfa , que é o núlceo do átomo de hélio, com dois prótons e dois nêutrons e número de massa quatro (4), é lançada contra o núcleo do átomo de berílio, com quatro prótons e cinco nêutrons e número de massa nove (9).
Na colisão o átomo de berílio adiciona a partícula alfa e transmuta-se no elemento químico carbono, com seis prótons e sete nêutrons, número de massa treze (13) e que por ser instável, elimina um nêutrons e transmuta-se no carbono estável de número de massa doze (12).




O nêutron eliminado, ao atravessar um campo elétrico, não sofre desvio, permitindo concluir que o nêutron é uma partícula que não possui carga elétrica, mas que possui massa praticamente igual a do próton.

REAÇÕES QUÍMICAS DE UM BOLO

Posted by Ricardo D.S. on sábado, 6 de março de 2010 , under , | comentários (6)



A Química está tão presente em nossas vidas, que podemos encontrá-la em aspéctos extremamente simples do nosso cotidiano e acabar topando com reações e fenômenos químicos diversos. Na simples ação de confeitar e assar un bolo, podemos fazer várias observações e indagações à respeito dos procedimentos se olharmos pelo ângulo da Química.

Em todas as receitas de bolo que encontramos, sempre existe a instrução de pré aquecer o forno por aproximadamente 15 minutos para receber a massa. É importante que ao colocar o bolo no forno, este já esteja quente, deste modo, o gás carbônico que será obtido pela transformação do fermento não irá escapar da massa antes que ela comece a se solidificar.
O segredo das claras em neve é simples. Estas praticamente triplicam seu volume original quando batidas porque a ligação de sua estrutura molecular é muito bem feita e difícil de ser rompida. Esta característica estrutural, favorece o “armazenamento” de ar dentro dela, desta forma, quando batemos as claras, vamos incorporando ar dentro dessa estrutura e ela passa a ganhar aquela forma interessante de espuma.

Outra instrução que encontramos nos livros de culinária, é a de bater as gemas com o açúcar e manteiga antes de adicionarmos a farinha de trigo. Isto porque, quando batemos as gemas com o açúcar e a manteiga, os cristais de açúcar formam pequenas “bolsas” de ar que ajudam na sustentação inicial da massa.

O fermento é um ingrediente vital para que o bolo saia de
forma correta. O papel do fermento é liberar gás carbônico dentro da massa, que encherá com o mesmo, fazendo o bolo crescer e ficar fofinho.
Existem dois tipos de fermento:
O fermento biológico, que tem a liberação de gás carbônico proveniente dos processos bacteriológicos.
O fermento químico libera gás carbônico por meio de uma reação química decorrente entre o Bicarbonato de Sódio e Dihidrogenofosfato de Cálcio como observamos abaixo:

8 NaHCO3 + 3 Ca(H2PO4)2 --> Ca3(PO4)2 + 4 Na2HPO4 + 8 CO2 + 8 H2O
Onde:
NaHCO3 = Bicarbonato de Sódio
Ca(H2PO4)2 = Dihidrogenofosfato de Cálcio
Ca3(PO4)2 = Fosfato de Cálcio
Na2HPO4 = Monohidrogêniofosfato de Sódio
CO2 = Gás Carbônico (Dióxido de Carbono)
H2O = Água

O calor tem papel importante no crescimento do bolo, pois mantém as moléculas de água e gás carbônico dilatadas e em agitação dentro da massa. Colocar ingredientes gelados antes de levar o bolo ao forno ou abrir o mesmo durante o processo de crescimento, pode retirar bruscamente caloria de dentro do forno e fazer com que a massa murche.

PILHA DE DANIELL

Posted by Ricardo D.S. on , under | comentários (0)




Pilha é uma mini-usina portátil que transforma energia química em energia elétrica. Atua como uma bomba de elétrons, removendo-os de um pólo negativo (ânodo) e empurrando-os para um pólo positivo (cátodo).

A reação química que consome/libera elétrons no interior da célula, é denominada reação de oxi-redução. Enquanto está ocorrendo a reação, há um fluxo constante de íons através de uma substância líquida ou pastosa (eletrólito), com obtenção de energia elétrica.

As baterias, assim como as pilhas, têm dois pólos, um positivo e outro negativo. Os elétrons saem do pólo positivo e são recolhidos no pólo negativo. A eletricidade só é gerada quando os dois pólos estão em contato em um circuito fechado, como em uma aparelhagem ou em um celular ligado.

Na maioria dos sistemas químicos de pilhas, o cátodo fornece o agente oxidante (geralmente um óxido metálico) e o ânodo (geralmente constituído de um metal) sofre uma oxidação ou corrosão. A reação química é produzida pelos dois eletrodos, os quais são introduzidos em um eletrólito líquido ou pastoso.

A História da Pilha

Embora o homem conhecesse a eletricidade desde a Grécia antiga, seu aproveitamento e o conhecimento de sua natureza só começou a surgir a partir do fim do século XVIII. Nessa época, a eletricidade era produzida por fricção (eletricidade estática), não se conhecia ainda a corrente elétrica, tal como chamamos hoje. Alessandro Volta (1745-1827) professor de Física, compreendeu que a eletricidade não havia sido gerada pelo animal, mas pelos metais diferentes mergulhados no mesmo meio líquido (o corpo animal contém líquido). Em 1795, conseguiu obter eletricidade, mergulhando um pedaço de cobre e um de zinco em uma solução de ácido sulfúrico, construindo o primeiro gerador elétrico. Para aumentar o efeito do seu gerador, Volta empilhou laminas de cobre e zinco, separadas por panos úmidos em solução de ácido. Esse dispositivo ficou conhecido como pilha de Volta ou simplesmente pilha.





A Pilha

Devido às reações químicas entre os metais e o líquido, o cobre fica com a carga positiva e o zinco fica com carga negativa. De acordo com a antiga teoria do fluido elétrico, havia excesso de fluido no cobre e falta de fluido no zinco. Esse desequilíbrio foi chamado de tensão elétrica. O cobre e o zinco foram chamados de pólo positivo e pólo negativo da pilha.Unindo-se os metais por meio de um fio condutor, estabelece-se uma corrente elétrica. Segundo a teoria do fluido elétrico, o fluido escoa pelo fio, do pólo positivo para o pólo negativo.

Eletrodos

Eletrodos são condutores que proporcionam a passagem de corrente elétrica de um sistema para outro. Uma placa metálica, por exemplo, pode ser um eletrodo, ao transferir ou receber elétrons, quando mergulhada em uma solução eletrolítica.

Em algumas situações práticas, os eletrodos podem participar das reações, sendo consumidos ou sofrendo deposição, e, nesse caso, são denominados eletrodos ativos. Eletrodos de pilhas são exemplos de eletrodos ativos. No entanto, existem situações nas quais os eletrodos servem simplesmente de meio para a passagem de corrente elétrica; nesse caso são denominados eletrodos inertes. Grafite, platina e ouro são ótimas substâncias para a produção de eletrodos inertes.

Oxidação e Redução

Oxidação é um processo que resulta na perda de um ou mais elétrons pelas substâncias (átomos, íons ou moléculas). Quando um elemento está sendo oxidado, seu estado de oxidação altera-se para valores mais positivos. O agente oxidante é aquele que aceita elétrons e é reduzido durante o processo.

Redução é, por sua vez, um processo que resulta em ganho de um ou mais elétrons pelas substâncias (átomos, íons ou moléculas). Quando um elemento está sendo reduzido, seu estado de oxidação atinge valores mais negativos (ou menos positivos). O agente de redução é conseqüentemente aquele que perde elétrons e que se oxida no processo.

A oxidação e a redução sempre ocorrem simultaneamente, pois a liberação de elétrons por uma substância implica na recepção deste elétron por outra. Considerando-se a oxidação de um elemento, devemos ter em mente que, necessariamente e na mesma ocasião, está havendo a redução de outra substância, isso quer dizer que reações de óxido-redução são processos que envolvem transferência de cargas.


Pilha de Daniell

A tendência de perder ou doar elétrons das substâncias, visando o equilíbrio, gera um tema de estudo na química, conhecido como Eletroquímica. Reações de oxi-redução tanto podem gerar corrente elétrica, como serem iniciadas por uma corrente elétrica. Esta última recebe o nome especial de eletrólise, e a primeira é responsável pelos dispositivos conhecidos como pilhas, baterias e acumuladores.

Em 1836, John Frederic Daniell criou um tipo de pilha usando zinco e cobre metálicos e soluções de sulfato de cobre e de zinco. Esta pilha foi rapidamente incorporada pelos Ingleses e Americanos em seus sistemas telegráficos. A Pilha de Daniell, como é conhecida, é um experimento clássico e fácil de se realizar, e que ilustra com propriedade os fenômenos elétricos de uma reação de oxi-redução com formação de íons.

A pilha de Daniell é construída usando-se um eletrodo de zinco metálico, que é embebido numa solução de sulfato de zinco, e um eletrodo de cobre metálico, que é então embebido numa solução de sulfato cúprico. As duas soluções são postas em contato através de uma superfície porosa, de modo que não se misturem, mas íons possam atravessá-la. Alternativamente, uma ponte salina, que pode ser um tubo contendo em seu interior uma solução salina, tipo NaCl, fechado por material poroso, interligando as soluções de sulfato cúprico e de zinco.



Os dois eletrodos são ligados através de fios a um voltímetro ou outro equipamento, que fará a detecção ou uso da corrente elétrica gerada pela pilha. A reação envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equações:

Zn + CuSO4 --> ZnSO4 + Cu (1)
Zn --> Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- --> Cu (2)
Zn + Cu++ --> Zn++ + Cu (3)

A equação (1) representa de maneira global o que está acontecendo com as soluções e metais. O zinco metálico reage com o sulfato cúprico, produzindo sulfato de zinco e cobre metálico.

A equação (2) mostra que isso decorre da oxidação do zinco, que perde 2 elétrons e transforma-se num íon. Estes elétrons são transferidos pelo fio por atração até o eletrodo de cobre, que está apto a receber estes elétrons. Íons livres Cu++ na solução são então atraídos para o eletrodo de cobre carregado. Estes íons são reduzidos, transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfície do eletrodo, equilibrando as cargas. Os íons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a solução de sulfato de zinco. Para cada átomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre, um átomo de zinco passa para a solução, doando dois elétrons para o eletrodo de zinco.

A equação (3) representa o resultado, a dissolução de átomos de zinco para sua forma iônica, o que corresponde ao depósito de íons de cobre em sua forma metálica.

Os elétrons fornecidos pelos átomos de zinco passam pelo fio de interligação, fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado. Se não houvesse contato entre as duas soluções (chamadas de eletrólitos), através do vaso poroso ou da ponte salina, os elétrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber elétrons do zinco) e, ao se concentrarem na placa de cobre, as forças de repulsão interromperiam o fluxo de elétrons. O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e não há como aproveitar a geração de energia elétrica. Banhando-se os eletrodos em eletrólitos, que são soluções condutoras geralmente salinas ou ácidas, e permitindo que essas duas soluções troquem íons, haverá fluxo de cargas em ambas direções, permitindo que o efeito de geração de corrente elétrica perdure até que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corrói-se no processo), ou que o eletrodo de cobre sofra grande acúmulo de Cu0 que impeça o contato com a solução. Ainda, pode haver formação de hidrogênio no eletrodo de cobre e haverá depósito de óxidos no eletrodo de zinco, o que servirá de barreira entre o metal e o eletrólito. Este fenômeno é conhecido como polarização dos eletrodos.

Com o tempo, íons Zn++ vindos do eletrodo de zinco, combinados com cargas que passam através da ponte salina, aumentarão a concentração de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-célula, enquanto que paralelamente haverá redução de concentração na solução de sulfato de cobre, por perda de íons Cu++. Isso provocará diminuição gradual da corrente elétrica, até que a reação cesse e pilha é considerada esgotada. Os íons Zn++ acabarão por finalmente alcançar o eletrodo de cobre, envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de íons Cu++, polarizando este eletrodo.
Em suma, a pilha ou célula eletroquímica é um dispositivo que transforma energia química em energia elétrica. Uma reação de oxi-redução é estabelecida, estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes, de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus elétrons através de um fio ou circuito externo.

As Células Galvânicas

Essa bateria e um exemplo de uma célula eletroquímica. Em geral, uma célula eletroquímica é um dispositivo no qual corrente - um fluxo de elétrons através de um circuito – é produzida por uma reação química espontânea ou é usada para forçar a ocorrência de uma reação não espontânea é usada para gerar uma corrente elétrica. Tecnicamente uma “bateria” é uma coleção de células unidas em série, de forma que a voltagem produzida á a soma das voltagens de cada célula unidas em série, de forma que a voltagem de cada célula.

Exemplos de Células Galvânicas

Uma célula galvânica consiste de dois eletrodos, ou condutores metálicos, que fazem contato elétrico com o conteúdo da célula, e um eletrólito, um meio condutor iônico, dentro da célula. O eletrólito é tipicamente uma solução aquosa de um composto iônico, embora as células mais avançadas façam uso de uma variedade de materiais exóticos.




A oxidação ocorre em um dos eletrodos, e os elétrons viajam através de um circuito externo ate o outro eletrodo, onde eles provocam a redução. O local da oxidação e chamado ânodo e o da redução e chamado de cátodo

A célula de Daniel (ou pilha de Daniell) é um exemplo antigo de célula galvânica. Ela foi inventada pelo químico britânico John Daniell em 1836, quando o crescimento da telegrafia criou uma necessidade urgente por uma fonte de corrente elétrica confiável e estável. Embora os elétrons não tivessem ainda sido descobertos. Daniell teve a percepção de que poderia arranjar a reação para realizar trabalho, fazendo a separação das semi-reações de oxidação e de redução em sua célula. A reação química é a mesma, mas os reagentes estão separados por uma vasilha porosa. Para que os elétrons passem dos átomos de zinco para os íons Cu 2+, eles devem passar através de um circuito externo (o fio e a lâmpada); e à medida que eles vão de um eletrodo ao outro, podem ser usados para realizar trabalho acendendo a lâmpada.

Na célula de Daniel, as soluções de sulfato de zinco e de sulfato de cobre (II) se encontram dentro da barreira porosa para completar o circuito. Entretanto, quando íons diferentes misturam-se, isto afeta a voltagem medida de tão variadas maneiras, que são difíceis de medir. Para prevenir a mistura das soluções, os químicos usam ponte salina para unir os dois compartimentos de eletrodo e completam assim o circuito elétrico. Uma ponte salina típica consiste de um gel contendo uma solução salina aquosa concentrada em tubo em forma de ponte. A ponte permite o fluxo de íons, e assim completa o circuito elétrico, mas são íons que não afetam a reação da célula (KCL).

Pilhas Recarregáveis

Com a popularização de eletrônicos, como máquinas digitais, GPS e MP3 players, pilhas recarregáveis passaram a ser um bom negócio para quem usa muito esses equipamentos. As baterias renováveis, apesar de mais caras do que as descartáveis, no longo prazo, acabam sendo mais econômicas para o bolso do consumidor.

Segundo Darci Polastre, gerente de vendas da Abitron Oth e especialista em equipamentos de informática, o uso desses dispositivos pode gerar gastos até 400 vezes menores, quando comparado a pilhas descartáveis.

Os preços das baterias renováveis variam de R$ 20 a R$ 60, de acordo com a marca, e os carregadores, entre R$ 20 a R$ 100, dependendo do fabricante. O ideal é comprar carregadores da mesma marca das pilhas. Cada bateria permite até 1mil recargas. “As baterias convencionais do tipo alcalina, mesmo sendo as mais duráveis do mercado, acabam saindo bem mais caras para o usuário que usá-las em equipamentos como câmeras digitais”, justifica o especialista.

Com a popularização de eletrônicos, como máquinas digitais, GPS e MP3 players, pilhas recarregáveis passaram a ser um bom negócio para quem usa muito esses equipamentos. As baterias renováveis, apesar de mais caras do que as descartáveis, no longo prazo, acabam sendo mais econômicas para o bolso do consumidor. O uso desses dispositivos pode gerar gastos até 400 vezes menores, quando comparado a pilhas descartáveis.

Os preços das baterias renováveis variam de R$ 20 a R$ 60, de acordo com a marca, e os carregadores, entre R$ 20 a R$ 100, dependendo do fabricante. O ideal é comprar carregadores da mesma marca das pilhas. Cada bateria permite até 1mil recargas. As baterias convencionais do tipo alcalina, mesmo sendo as mais duráveis do mercado, acabam saindo bem mais caras para o usuário que usá-las em equipamentos como câmeras digitais.

A capacidade das pilhas é medida em miliampéres por hora (mAh). Logo, para avaliar quanto vai durar a carga é preciso saber o quanto o aparelho consome. Por exemplo, um equipamento com consumo de 200 mA que utilize uma pilha de 1000 mAh funcionará por cerca de 5 horas. O cálculo não é preciso, já que outros fatores influenciam no consumo. O tempo de uso varia muito. Depende de quanto tempo o aparelho vai ficar ligado e em uso. Uma pilha recarregável parada chega a perder 15% da sua carga por mês.

Já em relação ao medidor de carga de baterias, é comum eles apontarem uma carga abaixo do que a pilha realmente tem. Esses medidores são softwares do próprio equipamento eletrônico e para eles é muito difícil avaliar com precisão o que acontece na parte interna da pilha. Além disso, alguns aparelhos são preparados para pilhas comuns, de 1,5V, e as recarregáveis são de 1,2V. Logo, mesmo depois da recarga completa, o indicador não apontará 100% de carga.

Tipos de Pilhas

Na hora de comprar um conjunto de pilhas recarregáveis é importante considerar os tipos de tecnologia disponíveis. O primeiro tipo que surgiu no mercado é o NiCd (Nickel Cadmium), em português Níquel Cádmio. “Este modelo tem menor tempo de vida útil e capacidade de carga. Além disso, essa bateria sofre de "efeito memória" com o tempo. Por isso, estão cada vez mais em desuso”, alerta Polastre.

Outro exemplo de pilha recarregável são as NiMH (Níquel-Metal Hydride), ou Níquel Metal Hidreto. “Este tipo está entre os mais usados do momento. Elas oferecem maior capacidade e tempo de vida e são menos poluentes, já que não contêm cádmio em sua composição”. Outra vantagem é que elas não têm do efeito memória.
Existe também o modelo de LiIon (Lithium Íon), ou Lítio Íon. Essas pilhas são as que têm maior tempo de vida útil e capacidade de carga, mas são mais caras e difícil de encontrar nos formatos AA e AAA. O ideal é seguir as instruções do fabricante do equipamento para escolher a bateria.

Dicas de Conservação

Não existe muito segredo para conservar pilhas recarregáveis. Mas há algumas recomendações de praxe, como não deixar a pilha muito tempo dentro do equipamento. Se o aparelho não estiver em uso, não é bom deixar a pilha nele mais do que quatro dias porque pode ocorrer vazamento.

Outra dica é ficar atento ao fabricante e às especificações técnicas do produto que usará a pilha, evitar quedas e não deixar as baterias recarregáveis em lugares quentes. Já durante a recarga, a transmissão de corrente elétrica entre pilha e carregador pode gerar aquecimento. Por isso é importante escolher um carregador capaz de identificar quando a pilha está totalmente carregada para cortar a corrente. O superaquecimento pode fazer a pilha vazar e, na pior das hipóteses, explodir.

ENERGIAS RENOVÁVEIS

Posted by Ricardo D.S. on sexta-feira, 5 de março de 2010 , under , , , , , , | comentários (0)







Diante do ritmo descontrolado de catástrofes ambientais, problemas ecológicos e aquecimento global, a humanidade tem buscado a cada dia diferentes alternativas para o controle dessa situação. Uma destas alternativas são as energias renováveis.
As energias renováveis são provenientes de ciclos naturais, portanto não alteram o balanço térmico do planeta, apresentam impactos ambientais muito baixos ou quase nulos, sem afetar a composição atmosférica do planeta e são praticamente inesgotáveis.
O aproveitamento desses recursos naturais é o mais importante passo para reverter este quadro.

No decorrer deste trabalho serão apresentadas algumas formas de energia renovável, tais como: eólica, solar, biomassa, geotérmica, maremotriz e suas vantagens, processos de utilização bem como, suas desvantagens.

Biomassa

A palavra biomassa explica quase imediatamente o seu significado: massa biológica. A energia da biomassa é a energia que se obtém durante a transformação de produtos de origem animal e vegetal para a produção de energia calorífica e elétrica.

Ela é utilizada na produção de energia a partir de processos como a combustão de material orgânico produzida e acumulada em um ecossistema, porém nem toda a produção primária passa a incrementar a biomassa vegetal do ecossistema. Parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema para sua própria manutenção. Suas vantagens são o baixo custo, é renovável, permite o reaproveitamento de resíduos e é menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir de combustíveis fósseis.

Ao contrário das fontes de energia, como petróleo e o carvão mineral, a biomassa é renovável em curto intervalo de tempo. A renovação da biomassa ocorre através do ciclo do carbono, ou seja, a decomposição ou a queima de matéria orgânica ou seus derivados provoca a liberação de CO2 na atmosfera. As plantas, através da fotossíntese, transformam o CO2 e água em hidratos de carbono, liberando oxigênio.

CO2 + H2O + luz + clorofila => CH2O + O2

Dessa forma, o uso adequado da biomassa não altera a composição média da atmosfera ao longo do tempo.

Na transformação de resíduos orgânicos é possível obter biocombustíveis, como o biogás, o bioálcool e o biodesel.


Através da combustão direta ou através da queima dos combustíveis derivadas da biomassa (etanol, metanol, biogás, óleos) podem com auxílio de técnicas e/ou tecnologias gerar energia elétrica. Inicialmente, a energia contida na biomassa tem que ser transformada em calor para depois ser transformado em energia elétrica, através, principalmente, de tecnologias baseadas no ciclo do vapor. Temos os seguintes métodos de conversão:

• Combustão direta: é a queima do material por aquecimento direto. Biomassa como madeira, lixo, palha e biogás (gerado pela decomposição do lixo, composto basicamente pelo gás metano e dióxido de carbono) podem ser queimados para produzir gases quentes ou aquecimento de vapor d'água. É a mais comum e simples técnica de aproveitamento da biomassa.

• Digestão anaeróbica: converte matéria orgânica numa mistura de metano e dióxido de carbono. Misturas de lixo, esgoto, restos de indústrias de alimentos, fezes de animais e água, são colocadas em um tanque de digestão, na ausência de oxigênio. Os gases produzidos são utilizados em tecnologias a vapor para a geração de energia.

• Pirólise: é a degradação térmica por calor na ausência de oxigênio. Biomassa como madeira, lixo, e outros, são utilizados, e produzem gases, óleo combustível e carvão.

• Fermentação alcoólica: o álcool combustível é produzido fermentando-se o açúcar da cana e, então, separando-se o álcool da mistura por destilação. Além da cana, trigo, beterraba, batatas, mandioca, papel, serragem e palha contêm açúcar ou celulose, que podem ser convertidos para álcool via fermentação.

Materiais.

• A lenha é muito utilizada para produção de energia por biomassa. No Brasil, já representou 40% da produção energética primária. A grande desvantagem é o desmatamento das florestas;
• Bagaço de cana-de-açúcar;
• Pó de serra;
• Papéis já utilizados;
• Galhos e folhas decorrentes da poda de árvores em cidades ou casas;
• Embalagens de papelão descartadas após a aquisição de diversos eletrodomésticos ou outros produtos.
• Casca de Arroz.
• Capim elefante

Produtos derivados da biomassa.

Alguns exemplos de produtos derivados da biomassa são:

• Bio-óleo: líquido negro obtido por meio do processo de pirólise cujas destinações principais são aquecimento e geração de energia elétrica.
• Biogás: metano obtido juntamente com dióxido de carbono por meio da decomposição de materiais como lixo, alimentos, esgoto e esterco em digestores de biomassa.
• Biomass-to-Liquids: líquido obtido em duas etapas. Primeiro é realizado um processo de gasificação, cujo produto é submetido ao processo de Fischer-Tropsch. Pode ser empregado na composição de lubrificantes e combustíveis líquidos para utilização em motores do ciclo diesel.
• Etanol Celulósico: etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles a biomassa, formada basicamente por moléculas de celulose, é submetida ao processo de hidrólise enzimática, utilizando várias enzimas, como a celulase, celobiase e β-glicosidase. 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 (caldo-de-cana). Há países que empregam milho (caso dos Estados Unidos) e beterraba (da França) para a sua produção. O sistema à base de cana-de-açúcar empregado no Brasil é mais viável do que o utilizado pelo americano e francês.
• Biodiesel é feito do dendê, da mamona e da soja.
• Óleo vegetal: Pode ser usado em Motores diesel usando a tecnologia Elsb

A utilização de biomassa para produção de energia, tanto elétrica como em forma de vapor, em caldeiras ou fornos já é uma realidade no Brasil. O uso da madeira para a geração de energia apresenta algumas vantagens e desvantagens, quando relacionadas com combustíveis à base de petróleo.

Vantagens:

• Baixo custo de aquisição;
• Não emite dióxido de enxofre;
• As cinzas são menos agressivas ao meio ambiente que as provenientes de combustíveis fósseis;
• Menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos);
• Menor risco ambiental;
• Recurso renovável;
• Emissões não contribuem para o efeito estufa.

Desvantagens:

• Menor poder calorífico;
• Maior possibilidade de geração de material particulado para a atmosfera. Isto significa maior custo de investimento para a caldeira e os equipamentos para remoção de material particulado;
• Dificuldades no estoque e armazenamento.

Além das citadas acima, existem algumas vantagens indiretas, como é o caso de madeireiras que utilizam os resíduos do processo de fabricação (serragem, cavacos e pedaços de madeira) para a própria produção de energia, reduzindo, desta maneira, o volume de resíduo do processo industrial.

Algumas das desvantagens podem ser compensadas através de monitoramento de parâmetros do processo. Para o controle do processo de combustão devem ser monitorados o excesso de ar, CO e, para instalações de grande porte, também, deve existir o monitoramento da densidade colorimétrica da fumaça por um sistema on-line instalado na chaminé. Esses controles do processo de combustão são medidas para impedir a geração de poluentes e, assim chamadas indiretas. As Medidas Indiretas visam reduzir a geração e o impacto de poluentes sem aplicação de equipamentos de remoção. O uso de equipamentos de remoção é uma medida direta que visa remover aquela parte de poluentes impossíveis de remover com as medidas indiretas. Portanto, deve-se, sempre que possível, tentar implantar as medidas indiretas antes de aplicar as diretas.

Medidas Indiretas no Controle de Poluição do ar:

• Impedir a geração de poluente.
• Diminuir a quantidade gerada.
• Diluição através de chaminé alta.
• Adequada localização da fonte.

Medidas Diretas no Controle de Poluição do ar:

• Ciclones e multiciclones.
• Lavadoras.
• Lavador venturi.
• Filtro de tecido.
• Precipitadores eletrostáticos.
• Absorvedores.
• Incineradores de gases.
• Condensadores.

Energia Maremotriz

Assim como a que se origina dos ventos e do sol, a energia vinda das águas dos oceanos é classificada como limpa e auto-sustentável. No entanto, encontra-se em fase de pesquisas e, portanto, não é ainda um recurso muito explorado.
Energia Maremotriz, é o modo de geração de eletricidade através da utilização da energia contida no movimento de massas de água, devido às marés.

Dois tipos de energia maremotriz podem ser obtidas: energia cinética das correntes devido às marés e energia potencial pela diferença de altura entre as marés alta e baixa.
Em qualquer local a superfície do oceano oscila entre pontos altos e baixos a cada 12h e 25min, chamados marés. Em certas baías e estuários, como junto ao Monte Saint-Michel , no estuário do rio Rance, na França, ou em São Luís, no Brasil, essas marés são bastante amplificadas, podendo atingir alturas da ordem de 15 metros de altura. As gigantescas massas de água que cobrem dois terços do planeta, constituem o maior coletor de energia solar imaginável. As marés, originadas pela atração lunar, também representam uma tentadora fonte energética.

Para que este sistema funcione bem, são necessárias marés e correntes fortes, havendo um aumento do nível da massa de água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucas localidades no mundo onde se verifique tal alteração das marés. O ciclo de marés de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia.

Em conjunto, a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar. Hoje ou no futuro, mesmo considerando que o consumo global simplesmente dobra de dez em dez anos.

Energia Cinética

As correntes marítimas, impulsionadas pelos ventos, produzem uma energia cinética pouco densa e difícil de ser explorada. Os melhores locais para exploração desse tipo de energia são os estreitos, como o Estreito de Gibraltar. A Corrente do Golfo, na Flórida, é particularmente densa e poderia ser capaz de acionar diversos geradores.
As pesquisas relacionadas a esse tipo de aproveitamento energético estão ainda em fase inicial. Existe um projeto britânico, o Seaflow, que procura desenvolver turbinas para fabricação em escala comercial. Segundo o relatório de Produção de Eletricidade a partir da energia maremotriz, produzido por Wagner Marques Tavares e publicado pela Consultoria Legislativa da Câmara dos Deputados em março de 2005, esse sistema parece vantajoso, devido aos baixos impactos ambientais e à facilidade de implantação.


Energia Potencial

Constrói-se uma barragem, formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina hidráulica, tipo bulbo, e produzindo energia elétrica. Na maré baixa, o reservatório é esvaziado e a água que sai do reservatório passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo a energia elétrica novamente.
Este tipo de fonte é também usado no Japão, na França e na Inglaterra. A primeira usina maremotriz construída no mundo para geração de eletricidade foi a de La Rance, em 1963 e antes de 1500, em Lameiras município de Sintra para uso direto em moendas.
Energia das Ondas
Essencialmente tratam-se de grandes tubos semiflutuantes de 30 metros, ligados entre si por uma articulação móvel e colocados em série na transversal das ondas. Estas fazem mover um tubo de cada vez que impele um fluido hidráulico numa movimentação energética suficiente para acionar geradores hidráulicos de eletricidade do tipo Stingray. Trata-se, pois de um óleo a alta pressão que aciona motores hidráulicos, os quais fornecem a energia mecânica a geradores elétricos.
Cada umas “serpentes” articuladas é constituída por cinco tubos que perfazem um comprimento de 150 metros e produzem 750 kW. 110 cilindros seriam suficientes para alimentar de eletricidade 15 mil lares médios.



Energia de Pistão
Consiste em uma enorme câmara de ar submarina com um pistão móvel que se movimenta de acordo com a oscilação vertical do balanço das ondas, gerando desta forma, energia mecânica que é transformada em energia elétrica pela compressão de ar.

Estação de Rochedo

Trata-se de um processo bem simples onde a estação maremotriz é instalada em rochedos com grande incidência de ondas.
Há uma câmara de ar instalada nas rochas que captura as ondas, e o movimento natural do oceano empurra as ondas para esta câmara enchendo-a de água. Este processo gera um movimento contínuo da massa de água, para dentro e para fora da câmara gerando uma pressurização e despressurização da massa de ar que por sua vez, movimenta a turbina e transforma a energia mecânica em energia elétrica.

Dificuldades

É necessário um conjunto de características muitos especiais para que determinado local seja apropriado para a instalação de uma usina maremotriz. As condições específicas de determinada região litorânea - como a forma da costa e o leito marinho, bem como a existência de baías e estuários - pode provocar grandes variações de nível entre as marés altas e baixas e também elevadas correntes, que podem ser aproveitadas para a geração de energia elétrica, diz o relatório publicado pela Consultoria Legislativa da Câmara dos Deputados.

No Brasil, apesar de certas cidades apresentarem grandes amplitudes de marés, como São Luís, no Maranhão, com 6,8 metros, e Tutóia, com 5,6 metros, a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento. Para se ter uma idéia, na usina de La Rance, na França, a amplitude da maré é de oito metros, e este é um dos fatores que justificam o seu aproveitamento e a sua rentabilidade.

Além das necessidades físicas, é preciso analisar a viabilidade econômica um sistema que lide com o aproveitamento oceânico para a produção de energia. Para a construção de uma maremotriz, é necessário todo o investimento em obras feitas para a instalação de hidrelétricas - barragens, comportas e turbinas hidráulicas -, mas levando-se em conta ainda que o aproveitamento da capacidade instalada é menor, já que depende do ciclo das marés. Além disso, a água salgada, devido a seu elevado poder de corrosão, exige a utilização de materiais especiais na construção dos equipamentos, o que encarece sobremaneira a implantação e a manutenção desse tipo de unidade geradora, ainda segundo o estudo da Câmara dos Deputados.

Como toda forma de geração de energia, a maremotriz apresenta também riscos ambientais. Exerce influência sobre a qualidade da água e a cadeia alimentar de aves, peixes e invertebrados, além de ter efeitos sobre o alcance das marés, das correntes e da área intermaré. A interferência na vida dos peixes pode causar impactos econômicos também, já que em muitas regiões certas espécies representam grande importância para a pesca comercial.

Energia Solar

A energia solar é aquela energia obtida pela luz do Sol, pode ser captada com painéis solares. É uma fonte de vida e de origem da maioria das outras formas de energia na Terra. A cada ano a radiação solar trazida para a terra leva energia equivalente a vários milhares de vezes a quantidade de energia consumida pela humanidade. Escolhendo uma boa radiação solar, esta pode ser transformada em outras formas de energia como calor ou eletricidade usando painéis solares.
Através de coletores solares, a energia solar pode ser transformada em energia térmica, e usando painéis fotovoltaicos a energia luminosa pode ser convertida em energia elétrica. Ambos os processos não têm nada a ver uns com os outros em termos de sua tecnologia. Mesmo assim, as centrais térmicas solares utilizam energia solar térmica a partir de coletores solares para gerar eletricidade.
Há dois componentes na radiação solar: radiação direta e radiação difusa. A radiação direta é a que vem diretamente do sol, sem reflexões ou refrações intermediárias. A difusa é emitida pelo céu durante o dia, graças aos muitos fenômenos de reflexão e refração da atmosfera solar, nas nuvens, e os restantes elementos do atmosférico e terrestre. A radiação refletida direta pode ser concentrada e de utilização, embora não seja possível concentrar dispersa a luz que vem de todas as direções. No entanto, tanto a radiação direta quanto a radiação difusa são utilizáveis.
É possível diferenciar entre receptores ativos e passivos na qual os primeiros utilizam mecanismos para orientar o sistema receptor rumo ao sol (chamado seguidor) para melhor atrair a radiação direta.
Uma grande vantagem da energia solar é que ele permite a geração de energia, no mesmo local de consumo, através da integração da arquitetura. Assim, poderemos levar a sistemas de geração distribuída, em que quase eliminar completamente as perdas ligadas aos transportes, que representam atualmente cerca de 40% do total, e a dependência energética.

Energia Solar e o Meio Ambiente

O sol é fonte de energia renovável, o aproveitamento desta energia tanto como fonte de calor quanto de luz, é uma das alternativas energéticas mais promissoras para enfrentarmos os desafios do novo milênio.
A energia solar é abundante e permanente, renovável a cada dia, não polui e nem prejudica o ecossistema. A energia solar é a solução ideal para áreas afastadas e ainda não eletrificadas, especialmente num país como o Brasil onde se encontram bons índices de insolação em qualquer parte do território.
A Energia Solar soma características vantajosamente positivas para o sistema ambiental, pois o Sol, trabalhando como um imenso reator à fusão, irradia na terra todos os dias um potencial energético extremamente elevado e incomparável a qualquer outro sistema de energia, sendo a fonte básica e indispensável para praticamente todas as fontes energéticas utilizadas pelo homem.
O Sol irradia anualmente o equivalente a 10.000 vezes a energia consumida pela população mundial neste mesmo período. Para medir a potência é usada uma unidade chamada quilowatt. O Sol produz continuamente 390 sextilhões (390x1021) de quilowatts de potência. Como o Sol emite energia em todas as direções, um pouco desta energia é desprendida, mas mesmo assim, a Terra recebe mais de 1.500 quatrilhões (1,5x1018) de quilowatts-hora de potência por ano.
A energia solar é importante na preservação do meio ambiente, pois tem muitas vantagens sobre as outras formas de obtenção de energia, como: não ser poluente, não influir no efeito estufa, não precisar de turbinas ou geradores para a produção de energia elétrica, mas tem como desvantagem a exigência de altos investimentos para o seu aproveitamento. Para cada um metro quadrado de coletor solar instalado evita-se a inundação de 56 metros quadrados de terras férteis, na construção de novas usinas hidrelétricas. Uma parte do milionésimo de energia solar que nosso país recebe durante o ano poderia nos dar 1 suprimento de energia equivalente a:

*54% do petróleo nacional.
*2 vezes a energia obtida com o carvão mineral.
*4 vezes a energia gerada no mesmo período por uma usina hidrelétrica.


Energia Solar Fototérmica
Está diretamente ligado na quantidade de energia que um determinado corpo é capaz de absorver, sob a forma de calor, a partir da radiação solar incidente no mesmo. A utilização dessa forma de energia implica saber captá-la e armazená-la. Os coletores solares são equipamentos que tem como objetivo específico de se utilizar a energia solar fototérmica.
Os coletores solares são aquecedores de fluídos (líquidos ou gasosos) e são classificados em coletores concentradores e coletores planos em função da existência ou não de dispositivos de concentração da radiação solar. O fluído aquecido é mantido em reservatórios termicamente isolados até o seu uso final (água aquecida para banho, ar quente para secagem de grãos, gases para acionamento de turbinas, etc.).
Os coletores solares planos são largamente utilizados para aquecimento de água em residências, hospitais, hotéis etc. devido ao conforto proporcionado e à redução do consumo de energia elétrica.

Arquitetura Bioclimática

A Arquitetura Bioclimática é o estudo que visa harmonizar as concentrações ao clima e características locais, pensando no homem que habitará ou trabalhará nelas, e tirando partido da energia solar, através de correntes convectivas naturais e de microclimas criados por vegetação apropriada. É a adoção de soluções arquitetônicas e urbanísticas adaptadas às condições específicas (clima e hábitos de consumo) de cada lugar, utilizando a energia que pode ser diretamente obtida das condições locais.
Beneficia-se da luz e do calor provenientes da radiação solar incidente. A intenção do uso da luz solar, que implica em redução do consumo de energia para iluminação, condiciona o projeto arquitetônico quanto à sua orientação espacial, quanto às dimensões de abertura das janelas e transparência na cobertura das mesmas. A intenção de aproveitamento do calor provenientes do sol implica seleção do material adequado (isolante ou não conforme as condições climáticas) para paredes, vedações e coberturas superiores, e orientação espacial, entre outros fatores.
A arquitetura bioclimática não se restringe a características arquitetônicas adequadas. Preocupa-se, também, com o desenvolvimento de equipamentos e sistemas que são necessários ao uso da edificação (aquecimento de água, circulação de ar e de água, iluminação, conservação de alimentos entre outros) e com o uso de materiais de conteúdo energético tão baixo quanto possível.


Energia Solar Fotovoltaica

A Energia Solar Fotovoltaica é a energia da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula fotovotaica é a unidade fundamental do processo de conversão.
Atualmente o custo das células solares é um grande desafio para a indústria e o principal empecilho para a difusão dos sistemas fotovoltaicos em larga escala. A tecnologia fotovoltaica está se tornando cada vez mais competitiva, tanto porque seus custos esão decrescendo, quanto porque a avaliação dos custos das outras formas de geração está se tornando mais real, levando em conta fatores que eram anteriormente ignorados, como a questão dos impactos ambientais.
O atendimento de comunidades isoladas tem impulsionado a busca e o desenvolvimento de fontes renováveis de energia. No Brasil, por exemplo, 15% da população não possui acesso à energia elétrica. Coincidentemente, esta parcela da população vive em regiões onde o atendimento por meio da expansão do sistema elétrico convencional é economicamente inviável. Trata-se de núcleos populacionais esparsos e pouco densos, típicos das regiões Centro-Oeste, Nordeste e Norte.
No Brasil a geração de energia elétrica por conversão fotovoltaica teve um impulso notável, através de projetos privados e governamentais, atraindo interesse de fabricantes pelo mercado brasileiro. A quantidade de radiação incidente no Brasil é outro fator muito significativo para o aproveitamento da energia solar.

Perspectivas Futuras

Atlas Solarimétrico

O mercado brasileiro de aquecimento solar teve seu crescimento em números consideráveis nos meados da década de 70 com a crise do petróleo.
O Brasil possui um grande potencial energético solar, mas quase em todo território é inviável a instalação e manutenção de instrumentos de medição solar. O aproveitamento racional da energia solar no sentido de produzir instalações bem dimensionadas e economicamente viavéis só é possível a partir de informações solarimétricas consistentes da região em questão.
Em 1995, através do Grupo de Trabalho de Energia Solar (GTES), foram estabelecidas, dentro do contexto solarimetria, duas propostas de trabalho que se seguiram com o apoio da instituição: O Atlas Solarimétrico do Brasil publicado em agosto de 1997 pelo Grupo de Pesquisas em Fontes Alternativas (FAE/UFPE) e o Atlas de Irradiação Solar do Brasil publicado em outubro de 1998 pelo Laboratório de Energia Solar (Lab Solar/UFSC) e Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE).
O primeiro está representando por mapas mensais contendo isolinhas das medidas de insolação e radiação global, fundamentais na compilação de dados históricos disponíveis em todas as estações terrestres existentes no País.
A segunda proposta trata-se da aplicação e adaptação para o Brasil de um modelo físico alemão utilizando imagens de satélites e está representado por mapas mensais contendo valores pontuais da radiação global.
Os avanços e esforços realizados na área de solametria vem trazendo resultados significativos e muitas informações. É importante analisar que a qualidade de tais dados, depende dos alcances e limites técnicos de cada modelo.
Vários outros projetos estão sendo implantados na área de solametria, e muitos deles apoiados pela Cresesb (Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito) e pela CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica) segue alguns deles:

Aquecimento Solar

Aquecimento Solar para Residência de Baixa Renda - Ilha do Mel – PR.
Instalações de Aquecedores Solares em Belo Horizonte – MG.


Sistema de Bombeamento Fotovoltaico

Sistema de bombeamento fotovoltaico para irrigação - Capim Grosso – Bahia.
Sistema de bombeamento fotovoltaico para piscicultura - Valente – Bahia.
Sistema de bombeamento fotovoltaico para consumo comunitário - Interior do Ceará.
Sistema de Bombeamento Fotovoltaico no Estado do Rio Grande do Norte.
Sistema de bombeamento fotovoltaico em Caicó – RN.
Sistema de Bombeamento Fotovoltaico em uma Comunidade Indígena - Rio Mapuera – PA.
Sistema de Bombeamento Fotovoltaico em Japi – RN.
Cercas Eletrificadas com Energia Solar
Cercas Eletrificadas estimulam a produção de caprinos em Valente – Bahia.

Aplicações Comunitárias

Eletrificação Fotovoltaica na Comunidade de Boa Sorte - Correguinho – MS.
Sistema de Eletrificação Comunitária no CEARÁ.
Eletrificação Fotovoltaica em Escola Rural - São João da Barra – RJ.
Energização da Comunidade Céu do Mapiá - com Energia Solar Fotovoltaica
Iluminação Pública e Energização do Posto da Polícia Florestal - Região do Pantanal – MT.
Sistema de Eletrificação Fotovoltaica em Creche - Currais Novos – RN.
Sistema de Eletrificação Fotovoltaica em Escola - Carnaíba – RN.
Sistema de Telefonia Pública utilizando Energia Fotovoltaica - Maceió – AL.


Eletrificação Fotovoltaica Residencial

Sistema de Eletrificação Rural no CEARÁ.
Sistema de Eletrificação Residencial em PERNAMBUCO.
Eletrificação Fotovoltaica no Município de Araripina – PE.
Eletrificação Fotovoltaica em Casas Populares - São João da Barra – RJ.

Sistemas Hídricos

Sistema Híbrido (solar-eólico-diesel) a ser implantado em Joanes – PA.
Sistema Híbrido para Estações Remotas de Telecomunicação - Serra de Bocaina – MG.
Sistema Híbrido para Serviços Bancários - Posse - GO .

Aplicações Diversas

Sistema Fotovoltaico da Estação Ecológica da Juréia - Itatins - Grajaúna - São Paulo.
Sistema Fotovoltaico do Parque Ecológico Porto Sauípe – Bahia.
Sistema Fotovoltaico para Estações Remotas de Telecomunicação - Bonfim – MG.
Posto telefônico Móvel utilizando Energia Solar - Brasília – DF.


Energia Geotérmica

A energia geotérmica ou geotermia é a energia obtida a partir do calor proveniente do interior da terra, que pode ser verificado pela erupção dos vulcões, pelos gêiseres (jatos de água quente) e pelas fontes termais de água doce.

Abaixo da crosta terrestre, existe um manto composto por rochas líquidas e altas temperaturas, o magma. Nestas zonas, os depósitos ou correntes de água são esquentados pelo magma até temperaturas às vezes superior a 140°C. Quando a água ou o vapor de água emergem através de fissuras na crosta, aparecem os gêiseres, as fumarolas e as fontes termais.

O interior da terra é constituído por um núcleo de material fundido, um manto líquido e uma crosta terrestre, assemelhando-se a um ovo cozido. A camada superior do manto é constituída pelo magma, onde flutua a crosta terrestre. Por vezes, o magma quebra a crosta terrestre chegando à superfície, a este fenômeno natural chama-se vulcão e o magma passa a denominar-se lava.


A energia geotérmica é utilizada para aquecer prédios, casas, piscinas ou até mesmo para produzir eletricidade, através do seguinte processo.

Abrem-se buracos fundos no chão até chegar aos reservatórios de vapor e água, estes são drenados até a superfície por meio de tubos e canos apropriados. Através destes tubos o vapor é conduzido até a central geotérmica. Tal como numa central elétrica normal, o vapor faz girar as lâminas da turbina como uma ventoinha e a energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através do gerador. A diferença é que não é necessário queimar um combustível para produzir eletricidade. Após passar pela turbina o vapor é conduzido para um tanque onde vai ser arrefecido e a água é de novo canalizada para o reservatório onde será naturalmente aquecida pelas rochas quentes.

Nos campos geotermais, vários gêiseres tem seus vapores canalizados até uma caldeira, alimentando usinas termoelétricas. Nesses campos de gêiseres, desenvolvem-se padrões únicos de vida animal e vegetal. Em decorrência das altas temperaturas, surgem lagos de água quente que abrigam bactérias, cianobactérias e algas.

O calor da terra aumenta de acordo com a profundidade. Em condições normais, ocorre um acréscimo de 20 a 40°C por quilômetro.

Vantagens:

• Uma das mais benignas fontes de energia;
• Mais barata que os combustíveis fósseis;
• A emissão de gases poluentes (CO2 e SO2) é praticamente nula;
• Produz energia independente de variações climáticas como chuvas, níveis de rios, etc;
• A área requerida para a instalação da usina é pequena;
• Pode abastecer comunidades isoladas;
• O custo da operação é baixo, devido ao baixo custo do combustível;
• Geração de empregos;
• O furo não precisa de revestimento, pois a própria rocha fundida reveste o furo de forma definitiva com uma perfeita vedação, dispensando qualquer tipo de manutenção futura;
• Não há produção de material escavado na perfuração, não havendo formação de detritos, poeira, etc;
• Mais segura e de muito mais fácil manutenção.

Desvantagens:

• É uma energia pouco rentável;
• Pode causar deterioração ao ambiente, ainda que a rejeição de água seja feita;
• Pode levar o campo geotérmico ao esgotamento;
• A energia deve ser posta em uso no campo geotérmico ou próximo dele;
• A construção e instalação da usina são muito caras;
• O calor perdido aumenta a temperatura do ambiente;
• Emissão de H2S (ácido sulfídrico), o qual produz odor desagradável, além de ser corrosivo e nocivo a saúde;
• Altos custos para reconhecimento e pesquisa local;
• A perfuração do poço causa grande poluição sonora nos arredores.

No Brasil ainda não temos nenhuma usina de geração de eletricidade geotérmica, mas já existem usinas em funcionamento em países como a Nova Zelândia, EUA, México, Japão, Filipinas, Quênia, e Islândia.

A energia geotérmica é uma fonte de energia alternativa que é encontrada em locais especiais da superfície terrestre, e que necessita de pesquisa para ser melhor aproveitada, pois o rendimento ainda é muito baixo.


Energia Eólica

O que é?

A energia eólica é a energia obtida pelo movimento do ar (vento). É uma abundante fonte de energia renovável, limpa e disponível em todos os lugares. O termo eólico vem do latim aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, deus dos ventos na Mitologia Grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento.
A idéia de se obter energia eólica veio da época dos barcos à vela, foram inventados os moinhos de vento na Pérsia, eles foram usados para bombear água para irrigação. Os mecanismos básicos de um moinho de vento não mudaram desde então: o vento atinge uma hélice que ao movimentar-se gira um eixo que impulsiona uma bomba, moenda ou, em tempos mais modernos, um gerador de eletricidade, que com a rotação em alta velocidade gera a energia.

As hélices de uma turbina de vento são diferentes das lâminas dos antigos moinhos, porque são mais resistentes ao ar e ao movimento do corpo de um aerogerador.


Origem

A origem vem dos ventos que são gerados pela diferença de temperatura da terra e das águas, das planícies e das montanhas, das regiões equatoriais e dos pólos do planeta Terra.
A quantidade de energia disponível no vento varia de acordo com as estações do ano e as horas do dia.
A avaliação precisa do potencial de vento em uma região é o primeiro e fundamental passo para o aproveitamento do recurso eólico como fonte de energia. Para a avaliação do potencial eólico de uma região é necessário a coleta de dados dos ventos com precisão e qualidade, capaz de fornecer um mapeamento eólico da região.
Um aerogerador consiste num gerador elétrico movido por uma hélice, que por sua vez é movida pela força do vento. A hélice pode ser vista como um motor a vento, cuja quantidade de eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende de quatro fatores:
• Da quantidade de vento que passa pela hélice
• Do diâmetro da hélice
• Da dimensão do gerador
• Do rendimento de todo o sistema

O custo dos aerogeradores eólicos é elevado, porém o vento é uma fonte inesgotável de energia e tem um retorno financeiro a um curto prazo.

Ventos e Meio Ambiente

A energia eólica é considerada a energia mais limpa do planeta, disponível em diversos lugares e em diferentes intensidades, uma boa alternativa às energias não-renováveis.

Impactos e Problemas

Apesar de não queimarem combustíveis fósseis e não emitirem poluentes, fazendas eólicas não são totalmente desprovidas de impactos ambientais:

• Elas alteram paisagens com suas torres e hélices e podem ameaçar pássaros se forem instaladas em rotas de migração.

• Emitem certo nível de ruído (de baixa freqüência), que pode causar algum incômodo.

• Causam interferência na transmissão de televisão.

• Onde o vento não é constante, obtêm-se pouca energia e quando ocorrem chuvas muito fortes há desperdício de energia.


Perspectivas Futuras

Na crise energética atual, as perspectivas da utilização da energia eólica são cada vez maiores no panorama energético geral, pois apresentam um custo reduzido em relação a outras opções de energia. Embora o mercado de usinas eólicas esteja em crescimento no Brasil, ele já movimenta 2 bilhões de dólares no mundo. Existem 30 mil turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13.500 MW.

Considerando o grande potencial eólico do Brasil, confirmado através de estudos recentes, é possível produzir eletricidade a custos competitivos com centrais termoelétricas, nucleares e hidroelétricas, com custo reduzido.
A energia eólica pode garantir 10% das necessidades mundiais de eletricidade até 2020, pode criar 1,7 milhões de novos empregos e reduzir a emissão global de dióxido de carbono na atmosfera em mais de 10 bilhões de toneladas.
Os campeões de uso dos ventos são a Alemanha, a Dinamarca e os Estados Unidos, seguidos pela Índia e a Espanha.

NÚMERO DE AMINA EM ÁCIDO PERCLÓRICO

Posted by Ricardo D.S. on quinta-feira, 4 de março de 2010 , under , | comentários (0)




Introdução

Este método é baseado na titulação da amostra com ácido perclórico 0,1N ou ácido clorídrico 0,2N para determinação do número de amina total.

Em uma segunda titulação, é adicionado anidrido acético, o qual inibe as aminas primárias e secundárias. Desse modo pode-se determinar o teor de aminas terciárias.

Reagentes

- Anidrido acético p.a..

- Ácido acético glacial p.a..

- Ácido perclórico 0,1N (solução em ácido acético p.a.).

- Isopropanol neutro para azul de bromofenol.

Materiais

- Materiais comuns de laboratório.

- Potenciógrafo (Metrohm E 506 ou equivalente).

- Eletrodo de vidro combinado meio não aquoso, cloreto de lítio em ácido acético.

- Eletrodo de vidro combinado meio não aquoso, cloreto de lítio em etanol.

Procedimento

Determinação da Amina total (AZT):

- Pesar, com precisão de 0,1mg, 0,2g a 1,5g da amostra em um béquer de 250mL. Anotar a massa ( m1).

- Dissolver a amostra com 50mL de ácido acético p.a., aquecendo se necessário.

- Titular potenciometricamente com ácido perclórico 0,1N em ácido acético utilizando eletrodo.

- Anotar o volume gasto (V1).

OBS: Utilizar papel alumínio na titulação ou sistema fechado caso não seja possível, colocar o potenciógrafo na capela.

Cálculo

Número de amina total (AZT) expresso em mL de HCLO4 0,1 N /g

AZT= ( V1 x Fc )
.................m1

Determinação de Amina terciária (AZ3):

- Pesar, com precisão de 0,1mg, de 0,5g a 1,5g da amostra (m2).

- Adicionar aproximadamente 40ml de ácido acético, e 10ml de anidrido acético (para inibir as aminas primária e secundária).

- Aquecer a amostra dissolvida em chapa de aquecimento ou estufa (60°C) por 15 minutos.

- Titular potenciometricamente com ácido perclórico 0,1N em ácido acético utilizando eletrodo.

- Anotar o volume gasto (V2).

Cálculo

Número de amina terciária expresso em mL de HClO4 0,1 N /g:

AZ3= (V2 x Fc)
................m2

Amina terciária expressa em % em relação a total ( % T ):

% T= AZ3 x 100
................AZT