Geo Spot! - Domínio de Estudos Geográficos

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terça-feira, 23 de outubro de 2012

Energia Nuclear

O que você sabe sobre a mais potente e perigosa fonte de energia existente?

Não que ela apresente riscos, mas quando existe um acidente numa usina nuclear, não sobram muitas pessoas saudáveis.

A Energia Nuclear nada mais é que uma forma de trabalhar com elementos químicos à escala atômica e produzir energia através disso. Os principais materiais radioativos utilizados são o Plutônio, o Césio e o Urânio, mas existem outros tipos de "combustíveis" para esses processos.

Mas o mais incrível é que é uma fonte de energia limpa! Isto é, não emana gases poluentes no ar! E, aliás, é a maior fonte atual. Veja no gráfico:

Isto tudo devido aos seus diversos sistemas de produção de energia.

Sim, você leu direito. Não existe apenas uma maneira de se produzir energia nuclear, e sim diversas formas! Dividimos elas, primeiramente, em dois gêneros recheados de subgêneros: Os Reatores Nucleares de Fissão e os Reatores Nucleares de Fusão.

FISSÃO

Num reator nuclear de fissão, utiliza-se da divisão do núcleo de um elemento. Este processo irá liberar uma quantidade de energia gigantesca que, quando contida, é convertida em eletricidade. Vamos imaginar um exemplo de situação utilizando urânio como elemento:

A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.
Esse vapor, depois de mover a turbina, passa por um condensador, onde é refrigerado pela água do mar, trazida por um terceiro circuito independente. A existência desses três circuitos impede o contato da água que passa pelo reator com as demais.
Uma usina nuclear oferece elevado grau de proteção, pois funciona com sistemas de segurança redundantes e independentes (quando somente um é necessário).

O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas deste primeiro circuito e a do circuito secundário, que são independentes entre si. Com essa troca de calor, a água do circuito secundário se transforma em vapor e movimenta a turbina - a uma velocidade de 1.800 rpm - que, por sua vez, aciona o gerador elétrico.

Esquema de Reator Nuclear PWR
(clique para aumentar)

É importante destacar que existem diversos subgêneros dentro do conceito de Reatores Nucleares de Fissão. São eles:

LWR - Light Water Reactors: Utilizam como refrigerante e moderador a água leve (água comum) e, como combustível, o urânio enriquecido. Os mais utilizados são os BWR (Boiling Water Reactor ou reator de água em ebulição que são mais baratos para instalar, porém deixa contaminar parte do material, o que pode gerar o dobro do trabalho na hora da manutenção) e os PWR (Pressure Water Reactor ou reatores de água a pressão - usado de exemplo no desenho àcima), estes últimos considerados atualmente como padrão. Em 2001 existiam 345 em funcionamento.

CANDU ou PHWR - Canada Deuterium Uranium/Pressure Heavy Water Reactor: Utilizam como moderador água pesada (cuja molécula é composta por dois átomos de deutério e um átomo de oxigênio) e, como refrigerante, água comum (água leve). Como combustível, usam urânio comum. Existiam 34 em operação em 2001.

FBR - Fast Breeder Reactors: Utilizam nêutrons rápidos no lugar de térmicos para o processo da fissão. Como combustível utilizam plutônio e, como refrigerante, sódio líquido. Este reator não necessita de moderador. Em 2001 havia apenas quatro deles em operação .

HTGR - High Temperature Gás-cooled Reactor: Usa uma mistura de tório e urânio como combustível. Como refrigerante, utiliza o hélio e, como moderador, grafite. Existiam 34 em funcionamento em 2001.

RBMK - Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny: Sua principal função é a produção de plutônio, e como subproduto gera eletricidade. Utiliza grafite como moderador, água como refrigerante e urânio enriquecido como combustível. Pode recarregar-se durante o funcionamento. Apresenta um coeficiente de reatividade positivo. Em 2001, existiam 14 desses reatores em funcionamento .

ADS - Accelerator Driven System: Utiliza uma massa subcrítica de tório. A fissão é produzida pela introdução de nêutrons no reator de partículas através de um acelerador de partículas. Ainda se encontra em fase de experimentação, e uma de suas funções fundamentais será a eliminação de resíduos nucleares produzidos em outros reatores de fissão.

Veja a quantidade do uso desses reatores no mundo todo:

(clique para aumentar)

FUSÃO
Os reatores nucleares de fusão, na verdade, não possuem pesquisas suficientes para torná-los viáveis para a produção em massa de energia. As pesquisas correm há mais de 50 anos. Já sabemos de muito, mas ainda não é o suficiente.
O processo de fusão funciona, basicamente, com a junção de dois núcleos de dois elementos diferentes através da atração de "positrons" e "neutrinos". Existe uma força, chamada repulsão eletromagnética, que impede os átomos e seus núcleos de se tocarem. Na teoria, existe um ponto no processo onde a repulsão eletromagnética é tão forçada que ela quebra, os núcleos se tocam e ocorre uma liberação de energia gigantesca. Esse ponto é chamado de "Breakeven" e consiste numa força absurda de energia que força um átomo contra o outro. Mais uma vez, na teoria, a liberação de energia deve ser muito maior do que a energia gasta para realizar o Breakeven, mas ainda não encontraram uma forma eficaz de realizar esse processo.
As formas mais eficazes, por enquanto, de se realizar essa força são:
O Confinamento Inercial: Realizado através pela força de raios lasers;
O Confinamento Magnético: Consiste em manter o material que irá fundir num campo magnético enquanto se tenta alcançar a temperatura e pressão necessárias. Uma forte corrente eléctrica passa através do hidrogênio para o aquecer e formar um plasma, enquanto um campo magnético comprime o plasma e o impede de tocar nas paredes. Mesmo que toque no recipiente, não existe perigo, já que só são aquecidas quantidades muito pequenas de hidrogênio; as paredes arrefecem simplesmente o plasma mais do que o plasma aquece as paredes.
Infelizmente, as pesquisas ainda carecem de resultados, mas as expectativas são de uma produção de energia surpreendentemente grandes! Será esse um grande avanço futuro da Energia Nuclear?

HISTÓRICO RUIM
Apesar de todos esses benefícios, a população mundial e os governos ainda mantém “um pé atrás” quanto a produção de energia nuclear e suas usinas, primeiramente, pelo risco de acidentes, que apesar de muito pequeno, é existente e pode ser extremamente destrutivo, como pode ser visto em casos como Chernobyl (1986) e Fukushima (2011).

Outro fator que causa certo receio, é o descarte do lixo nuclear (os elementos usados no processo, a água usada nos reatores, etc.) que além de ser de difícil manuseio, é altamente radioativo, podendo contaminar o ambiente.

NO MUNDO TODO
Alguns países ainda têm receio quanto à Energia Solar, outros estão loucos para embarcar nas pesquisas, instalações e produções de energia. Nós da Geo SPOT! encontramos alguns valores interessantes da distribuição de usinas nucleares ao redor do mundo! Veja:

(clique para aumentar)

Na tabela ao lado podemos ver que o mundo todo, até Novembro do ano passado, possuía 434 usinas em uso!
Mas existe um problema, até Outubro do mesmo ano, mais de 80% das usinas possuíam mais de 20 anos de funcionamento. Este número alarmante indica que, até 2030, 143 reatores serão fechados por término de Vida Útil. Isto irá forçar a manutenção de muitas usinas num "curto" período de tempo.
Enquanto o risco de Vida Útil das usinas mundiais não se agrava, estão em construção 65 novas usinas! Esses valores demonstram o grande interesse de alguns países para ingressar e se destacarem nessa corrida da Energia Nuclear. O maior destaque vai para a China, que está construindo 29 novos reatores! Observe:

(clique para aumentar)

Enquanto o mundo se prepara para a maior febre nuclear, que tal dar mais uma olhadinha no Geo SPOT! ?

fontes: http://www.eletronuclear.gov.br/Saibamais/Espa%C3%A7odoConhecimento/Pesquisaescolar/EnergiaNuclear.aspx

http://www.eletronuclear.gov.br/LinkClick.aspx?fileticket=GxTb5TAen5E%3D&tabid=297

http://www.iaea.org/

Pesquisas por: Kevin Talarico e Brunno Guttardi

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sexta-feira, 19 de outubro de 2012

Green Pass!

Centenas e centenas de pessoas passam todos os dias por diversas catracas, realizando a ação quase que roboticamente. Será que ninguém nunca parou para perceber que, apesar de parecer pequeno, as catracas eletrônicas apresentam um gasto de energia?
Pois é, estudantes da Universidade de Tecnologia de Guangdong pararam para pensar e desenvolveram o Green Pass. Um curioso design para uma catraca, não? Mas ela não precisa sempre da eletricidade proveniente de qualquer indústria! Ela se auto-sustenta!

Green Pass significa "Passe Verde" e simboliza a missão da sociedade inovadora de investir na sustentabilidade. Cada vez que alguém passa pela catraca e movimenta seus braços, uma quantidade de energia cinética é criada e convertida instantaneamente em eletricidade, fazendo com que os próprios usuários produzam a energia necessária. A catraca é capaz de receber bilhetes, cartões, moedas, notas e também consegue realizar a contagem de quantas pessoas passaram por ela, estipulando, às empresas, um número exato da preferência de unidade monetária.
O projeto percorreu por todos os continentes, ganhando prêmios em vários países, como o prêmio alemão chamado "Oscar do Desenho Industrial". O total de premiações chegam a mais de 20.
Agora, imagine a grande diferença que isso faria na economia de um país que resolvesse instalar esse sistema? Será que as grandes empresas fornecedoras de rede elétrica ficarão felizes com isso? Até que ponto a inovação agrada a todos?

(fontes: Engenharia E e Garimpo Verde.)

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quarta-feira, 17 de outubro de 2012

Energia Hidrelétrica

Nosso mundo não é chamado de "Planeta Azul" a toa. Cerca de 2/3 de toda a superfície terrestre é formada por água, desde calotas polares até rios e lagos. Foi pensando nessa superioridade em números e na força das águas que o homem teve a ideia de produzir energia a partir desses fatores! Daí vem o nome "Hidrelétrica" (Hidra de Água).
Mas para aproveitar dessa força e convertê-la em energia, um grande processo da instalação de barragens e aparelhagens é necessário.
Geralmente, tudo começa com a construção de um dique que pode acumular a água em barragens ou obrigar o fluxo natural da água a seguir por dentro dele. A água que é acumulada nas barragens permanecerá sem fluir até que uma quantidade suficiente consiga gerar energia cinética continua em lâminas localizadas dentro da barragem. Essas lâminas irão girar, ativando um motor que irá abastecer a chamada casa de energia que, por sua vez, é o local onde se armazena e até se administra a energia criada nesse processo. Observe:

É interessante que, após fazer girar as turbinas/lâminas, a água sai pelos "canais de fuga" e volta ao seu leito normal.

Dessa forma, a Energia Hidrelétrica se torna uma das famosas energias "sustentáveis" e limpas, isto é, que não apresentam danos relevantes à natureza por serem fontes de energias renováveis e que não produzem elementos químicos/tóxicos que agem contra o ambiente.

Mas apesar de todos esses benefícios, as instalações desses equipamentos podem ser um tanto quanto caras e intimidadoras para alguns países, visto que precisamos analisar qual é o "Potencial Hidrelétrico" do mesmo.

O Potencial Hidrelétrico é o resultado da soma de valores de rios significantemente grandes e correntezas aproveitáveis de um país. Devemos ter em mente que não é qualquer rio/fluxo que pode ser alterado e/ou receber uma usina hidrelétrica, pois até as menores das alterações no nível da água pode resultar em estragos grandes na natureza. Sendo assim, observe, numa porcentagem mundial, quais são os países de maiores potenciais:

(clique para expandir)

Veja também a tabela dos maiores consumidores de Energia Hidrelétrica (de 2006 e 2007)

(clique para expandir)

Observe a inclusão e participação importante de países emergentes na tabela (como Brasil, Rússia, Índia e China). Isso tudo atribui-se aos grandes investimentos nessa fonte de energia nos últimos 30 anos.

No Brasil, a usina de Itaipu é a maior fonte de energia do país, gerando energia até para países vizinhos, como Paraguai e Bolívia.

Para isso, no entanto, foi erguida uma enorme estrutura de concreto e ferro, que represa e desvia a água corrente do rio Paraná, fazendo com que seja enviada com maior força à turbinas onde ocorre a geração de energia. Outras usinas importantes no mundo são: a usina das Três Gargantas, a maior do mundo, localizada na China e a represa Grand Coulee, nos Estados Unidos.

Continue no Geo SPOT! para mais e mais informações e notícias de Fontes de Energia e dê um Plus na suas notas!

fontes: http://www.uniagua.org.br/public_html/website/default.asp?tp=3&pag=hidraulica.htm

http://www.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par2_cap3.pdf

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Inovando os Combustíveis

Imagine um mundo onde dirigiremos um carro que não polua, que seu combustível seja barato, de fácil acesso, eficiente e limpo ao mesmo tempo. Imaginou? Se imaginou, você deve estar pensando que isso está longe de acontecer, mas o futuro dos motores dos automóveis está mais perto do que você imagina, e isso só é possível graças ao carro movido a ar. Sim essa tecnologia existe e está mais desenvolvida do que se poderia imaginar. Essa tecnologia basicamente substitui a explosão da gasolina, usada para mover os pistões e mover o carro, pelo ar comprimido. O ar é um combustível ideal, não é tóxico, não explode, não é caro e encontra-se em quantidades enormes. O carro pode ser reabastecido em um posto de ar comprimido em 3 minutos com o custo de aproximadamente 3 reais para um tanque ou você pode liga-lo à uma tomada e o compressor o reabastecerá em 4 horas com o custo de cerca de 5 reais de eletricidade. O carro atinge 110Km/h e faz 200Km antes de precisar reabastecer, ótimos números para a cidade se compararmos a carros fabricados atualmente. Mas para a estrada a empresa MDI pretende usar um motor híbrido com gasolina ou combustível biológico para ajudar o eólico, assim o carro ficará muito mais rápido, ele terá autonomia de cerca de 4000Km. O preço do carro movido a ar seria de 15.000 dólares

Modelos de carros da MDI

Tudo parece maravilhoso não? A tecnologia perfeita que estávamos esperando? Na minha opinião sim, mas há um grande problema...

Pense na cadeia produtiva. Pense como esse carro vendido em massa alteraria toda a cadeia.

Com a produção de carros que não necessitam de gasolina irá fazer as grandes empresas petrolíferas perderam a maior parte de seu poder econômico e levará outras à falência, já que seus principais produtos deixarão de ser os principais. A gasolina se tornará quase que obsoleta sendo utilizada em pouco escala comparado com antes, já que os motores serão, em parte e para estrada, híbridos. O motor a ar precisa de menos óleo, que dura muito mais neste do que no motor a combustão. Assim haverá o desemprego de milhões de pessoas em todos os níveis na indústria petrolífera, desde o frentista de um posto de gasolina até os executivos de uma grande petrolífera. Países que dependem do petróleo para sustentar sua economia entrariam em crise, pense nos Emirados Árabes Unidos sem essa fonte de dinheiro para sua economia. Esse pode ser um entrave para os carros a ar já que empresas petrolíferas são poderosas e podem agir contra essa tecnologia.

As grandes marcas de carro podem perder seu espaço se não mostrarem uma tecnologia concorrente ou se adequar à mesma, indo à falência e gerando mais milhões de desempregos. Precisaríamos de mecânicos com conhecimento sobre o motor a ar, sendo assim, mais desemprego surgirá para aqueles que não se adequarem.

Então analisando dessa forma vemos que apesar de todas as qualidades, entraves políticos, econômicos e sociais fazem com que essa tenha dificuldades de ter sucesso, fazendo-nos concluir que para dar certo precisaríamos de bastante tempo para introduzi-la sem grandes estragos.

Esta com certeza é uma tecnologia renovável que revoluciona a forma de pensar sobre a extração dos recursos e forma como os usamos e como essas duas coisas podem afetar a economia e a sua cadeia de produção de forma drástica.

(pesquisas por: Lucas Corbeta)

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domingo, 14 de outubro de 2012

Extrações de Minérios E Seus Impactos

A mineração pode ser vista como um mal necessário, já que ao mesmo tempo em que fornece metais e matérias primas essenciais para a sociedade, causa grandes e irreversíveis danos à natureza, como por exemplo, o assoreamento de rios, a destruição de vastas planícies rochosas em busca de metais e até mesmo a intoxicação da fauna, já que vários processos de mineração utilizam elementos como o Mercúrio, que em grandes quantidades pode poluir e até mesmo inutilizar uma grande escala de água e recursos hídricos.

Por outro lado, é um mal necessário porque sem este, indústrias como a siderúrgica e a energética não teriam avanços e mal poderiam continuar produzindo, já que a maior parte da matéria prima vem da extração.

Outro setor usado na mineração é o Químico, já que grande parte dos metais não é extraída puros da natureza, mas sim em substancias, como sulfatos, óxidos, etc. logo o setor químico é utilizado para separar esses elementos e levá-los a indústria.

(Exemplo do impacto causado pela extração mineral)

por: Brunno Guttardi

fontes: http://www.mundoeducacao.com.br/geografia/extracao-mineral-os-impactos-ambientais.htm

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAbccAF/mineracao-meio-ambiente

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quarta-feira, 3 de outubro de 2012

Intro - Fontes de Energia

Chegou a vez de falarmos um pouco sobre Fontes de Energia!
É um assunto polêmico que vem sendo discutido muito nos últimos anos, tanto que a ONU (Organização das Nações Unidas) declarou que 2012 como o "Ano Internacional da Energia Sustentável para Todos."
Mas afinal... O que é uma Fonte de Energia?

Definição
Uma Fonte de Energia nada mais é do que todo elemento capaz de produzir ou ser transformado em energia por um ou mais métodos.
Mas essa definição não é um tanto quanto abrangente? Uma vez visto que sabemos que MUITA coisa pode ser convertida em energia! Existem técnicas antigas, como as máquinas movidas à vapor, até as técnicas novas e renováveis, como bio combustíveis e etc.
Foi exatamente por essa tremenda abrangência que as Fontes de Energia foram separadas em diversos gêneros e sub-gêneros.
Veja a imagem à seguir como um grande exemplo disso:

Observe que, na imagem, as fontes de energia são dividas em 4 categorias.
Fontes Primárias são elementos extraídos diretamente da natureza e transformados em energia.
Fontes Secundárias são elementos naturais que precisam ser transformados, de alguma forma, em outros elementos antes que possam se tornar energia.
Fontes Renováveis são aqueles elementos que possuem a capacidade de se renovar num curto período de tempo, ao contrário das Não Renováveis, que são elementos que demoram até milhares de anos para se formarem novamente em nosso planeta.

A Geo SPOT! andou pesquisando mais a funda cada um desses tipos de Fontes Energia!
Quem nunca quis saber qual é o processo de criação/transformação e como funciona cada um desses tipos de energia?
Segue então um pequeno resumo dessas fontes e links para posts com informações detalhadas sobre cada uma.

- Energia Hidrelétrica: A mais utilizada no Brasil! Utiliza do potencial energético da água - que aumenta quando é represada - para a acumular e produzir energia. É considerada uma fonte limpa, apesar de possuir alguns impactos ambientais na implantação das represas.

- Energia Fóssil: São materiais formados há milhões de ano com o acúmulo de resíduos orgânicos no subsolo. A geração de energia através desses materiais ocorre devido a liberação de energia quando ocorre a queima dos mesmos.

- Energia Solar: Utilizando nada mais, nada menos que a radiação solar, essa fonte de energia limpa a cara de implantar transforma os raios de Sol em calor ou eletricidade.

- Energia Eólica: É a eletricidade gerada através da força dos ventos, ou melhor dizendo, da movimentação de grandes hélices que capturam essa força.

- Energia de Biomassa: Consiste na decomposição de curto prazo de materiais orgânicos. A partir dessa decomposição, uma quantidade de gás metano é produzido, onde esse, por sua vez, produz energia.

- Energia Nuclear: É uma fonte de energia muito perigosa, uma vez visto que utilizam da desintegração de minérios com propriedades nucleares para a produção de energia. Embora seja uma produção gigantesca, os acidentes - raros - apresentam graus de periculosidade enormes.

- Energia Geotérmica: Abaixo do solo, nas profundezas da crosta terrestre, existe um nível muito alto de calor, nível este que chega até a 5000 ºC em alguns lugares. A Energia Geotérmica consiste na utilização desse calor para o acionamento de turbinas que geram eletricidade.

- Energia Gravitacional ou Oceânica: Uma promissora fonte de energia, apesar de muito cara na sua implantação, que utiliza da agitação das marés para a produção de energia.

Lembre-se de acompanhar os posts da Geo SPOT! para mais informações e curiosidades relacionados a Fontes de Energia.

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Intro - Recursos Minerais

Vamos discutir um pouco sobre Recursos Naturais.
Nessa introdução rápida, iremos aprender as noções básicas desses recursos, como o que são, para que servem, suas composições, seus subgêneros e muito mais.

O Quê São Recursos Minerais?
Primeiramente, um Recurso é tudo aquilo que fornece ajuda e/ou auxílio para algum evento.
Recursos Minerais são componentes inorgânicos da crosta terrestre que são constituídos por elementos químicos. São encontrados em diversas concentrações ao longo do globo terrestre, possuem formatos, classificações e diversas utilidades diferentes.

Classificações
Existem duas simples classificações primárias de Recursos Minerais; são elas:

Metálicos: Como ferro, alumínio, manganês, magnésio, cobre, mercúrio, chumbo, estanho, ouro, prata e urânio.

Não-Metálicos: Como cloreto de sódio, enxofre, fosfatos, nitratos, areia, argila, cascalho, amianto, água, petróleo e carvão mineral.

As classificações desses elementos variam basicamente de suas composições químicas e os minérios geralmente não são encontrados numa composição pura, isto é, são encontrados juntos com outros minérios e precisam ser tratados para serem apropriadamente utilizados.

Escrevemos um post que explica os conceitos básicos sobre extração minerais e os seus impactos na natureza. Não se esqueça de dar uma olhada.

Composições
Como já dito, a maioria dos recursos minerais não são encontrados na natureza em composições puras. Cada um deles é encontrado numa média própria, como por exemplo o Cobre, encontrado em quantidades aproximadas a 3,5% por minério.

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