0:06 [música] Muito bem, queridos estudantes, estamos aqui de volta, então, para mais uma aula de física. Quem fala aqui com vocês é o professor Nelson Bezerra. E agora nós vamos conhecer qual é o objeto de
0:53 conhecimento e o detalhamento da nossa aula. Observe aí, pessoal, que nós teremos hoje a aula de número 12. O objeto de conhecimento, usinas de geração elétrica e do detalhamento, geração de energia elétrica. Muito bem, pessoal. Agora que nós já conhecemos então o nosso conteúdo, vamos iniciar a nossa aula. >> [música] >> Muito bem, pessoal. Olha só o nosso cenário aqui, né? Ao meu lado, eu tenho a imagem da nossa estrela, né, que ilumina, né, que nos dá calor, que envia
1:38 para a Terra a energia que nós utilizamos para a nossa sobrevivência, né? O Sol, pessoal, é a única fonte de energia do nosso planeta, né? Porque todas as outras fontes que se falar, né, elas dependem do Sol. Porque se não existisse o Sol, não existiria petróleo, não existiria hidrelétrica, não existiria energia nuclear, não existiria nada disso, nem vida no nosso planeta. O Sol, a nossa estrela, ela alimenta o nosso planeta, ela fornece a energia necessária para a nossa sobrevivência, certo? Então, por isso eu escolhi para iniciar essa aula essa imagem aí da nossa estrela, né, que é o Sol, que nos mantém vivos aqui nesse planeta. Veja, a
2:23 geração de energia elétrica, ela é um processo de converter fontes primárias. E aí a gente pode citar, né, a parte da hidrelétrica com a água, a parte da energia eólica com o vento, o sol, né, fornecendo diretamente energia solar e também combustíveis fósseis, né, aqueles que como o petróleo, o gás natural, o carvão e e outras fontes, né, de combustíveis fósseis. E aí essas fontes que são primárias, elas servem para que a gente transforme essa energia em eletricidade. Por quê? Porque o nosso mundo moderno, ele vive em função da eletricidade. Veja, imagine como seria hoje se a eletricidade se acabasse. Se
3:11 não tivesse mais eletricidade, como é que seria a vida das pessoas? Essa aula, por exemplo, ela não poderia estar sendo transmitida para você. você não poderia estar vendo essa aula se não fosse a eletricidade, se não fosse essa energia que faz com que todos os aparelhos eletrodomésticos ou tecnológicos que nós utilizamos funcionam. Então, hoje em dia nós trabalhamos muito com essa questão da eletricidade e nós eh precisamos gerar eletricidade de alguma forma. Então, a gente usa essas fontes primárias e transforma a energia dessas fontes em energia elétrica para que nós possamos então viver a nossa vida como nós conhecemos hoje em dia. Agora, como é que esse processo de
3:57 geração de energia, de transformação, na verdade, né, de energia acontece isso aí, pessoal, ocorre em usinas. usinas que nós chamamos aí, é como nós chamamos essas essas construções que vão fazer essa transformação das fontes primárias em energia elétrica. E lá turbinas giram geradores para produzir corrente elétrica, para produzir energia elétrica. No Brasil, a matriz, matriz energética, claro, né? Ela é majoritariamente, ou seja, na sua maior parte, renovável, destacando-se a força hidráulica, e aí a gente tá falando das hidrelétricas, a
4:43 energia eólica, estamos falando aí dos parques eólicos que usam o vento como fonte primária e a energia solar, né, diretamente retirada aí do sol. Então, pessoal, você vê aí nas imagens, né, parques eólicos, hidrelétricas, usinas também nucleares termelétricas aparecendo aí para você e também células fotovoltaicas, né, que são capazes de transformar a energia solar em energia elétrica. A eletricidade, ela é gerada através da transformação de energia mecânica, térmica ou química em energia elétrica.
5:28 As principais fontes utilizadas no Brasil e no mundo dividem-se em dois grandes grupos principais. Quais são? são aquelas consideradas não renováveis. E aí a gente pode citar o petróleo, o carvão mineral, o gás natural. São recursos que podem acabar com o tempo ou que a natureza demora muito tempo para repor. Então a gente chama aí dessas essa esse tipo de fonte de fonte não renovável. é porque elas podem acabar de uma vez ou são aquelas em que a natureza leva muito tempo para repô-las. E temos também a que são renováveis, né? E a gente pode citar a energia
6:15 solar, a gente pode citar a energia dos ventos, a gente pode citar a energia hidráulica com as hidrelétricas, que são fontes que são renováveis, ou seja, e ou elas demoram muito tempo para se extinguirem. Certo? E a gente considera então essas fontes aí como fontes renováveis. Vamos começar a falar dessas fontes, começando então por uma das fontes que é considerada não renovável, que é a usina termoelétrica. O que que é a usina termoelétrica? Ela é uma instalação industrial, né, utilizada para a geração de energia elétrica, através de um processo que libera a
7:02 energia pela queima de algum tipo de combustível renovável ou não renovável. Então, a usina termelétrica, ela trabalha queimando algum tipo de combustível. Basicamente no Brasil, as usinas termoelétricas, elas vão utilizar eh ou carvão, ou gás, ou petróleo, óleo diesel e assim por diante. E no nosso país, a energia termoelétrica, ela é um recurso estratégico, pois supre as necessidades energéticas durante períodos de seca, quando as hidrelétricas, por exemplo, ficam com o nível de suas águas muito baixas, certo? E aí a gente tem aqui no Brasil essa
7:47 situação, né? Você pode eh relembrar aí que a nossa conta de luz, por exemplo, ela tem as bandeiras, né? Pode ser a bandeira verde, a bandeira amarela, a bandeira vermelha que encarece ou não o preço da energia. Por quê? Quando o nível das hidraelétricas está muito baixo, acionam-se termelétricas em que o custo é maior e aí a gente acaba pagando pela energia, acaba pagando um pouco mais pela energia. Por isso que é chamado um recurso estratégico, porque elas são elas são utilizadas quando necessário, são utilizadas quando as fontes que são renováveis, elas não estão suprindo, né, a necessidade de geração de energia. Agora, como é que funciona basicamente o que a gente chama
8:34 de usina termelétrica? Vamos lá. Olha, nas termoelétricas, a caldeira é aquecida com água e produz vapor, o qual entra em pressão, move as pazes da turbina do gerador. A energia nuclear, por meio de reações nucleares, também é uma fonte de calor para aquecer a água. Então, usina nuclear também é considerado como uma usina termelétrica, tá, pessoal? Após ter movimentado as turbinas, o vapor é conduzido a um condensador onde será resfriado para a reutilização é um novo ciclo. A gente tem aqui a imagem, né, para você de basicamente como funciona uma usina termoelétrica, né? Então, a usina
9:21 termelétrica, ela usa algum tipo de combustível, né? ou carvão, petróleo ou gás natural e até mesmo a energia proveniente da do núcleo dos átomos, que é o caso da energia eh nuclear. Mas olha só, basicamente ela usa essa energia retirada do carvão, do petróleo ou do gás, dessa queima aqui na caldeira, ó, né? Aqui no caso a gente tem ou petróleo ou gás ou carvão queimando aqui. E aí essa caldeira ela aquece, né, com essa caldeira é aquecida por essa fonte. Tá aqui a caldeira, ó. E aí o que que acontece? A água que está aí, ela vira vapor e fica com uma altíssima pressão. Quando essa pressão é liberada, ela é liberada
10:08 para girar uma turbina. Aqui tá a turbina. hora que vai ser movimentada pela pressão do vapor. Essa turbina produz, girando, ela produz energia mecânica de movimento. E aí o gerador, né, que é um aparelho aí constituído com uma tecnologia eh baseada no eletromagnetismo, né, ele vai transformar esse movimento em energia elétrica. E essa energia elétrica, ela vai ser distribuída aí para as casas, indústrias, para ser consumida, né, através da rede de fiação, da rede elétrica aí que você observa, né, na sua rua, na sua região, né, tem lá os postes
10:54 que passam os fios, né, a água, pessoal, que é que o vapor que faz a turbina girar, ele é resfriado novamente e volta depois pra caldeira. Uma parte volta pra caldeira, outra parte é descartada, mas é reutilizada novamente para ser aquecida, para virar vapor. E esse ciclo continua, né, produzindo então a eletricidade aí que nós tanto precisamos no nosso dia a dia. Então, basicamente é assim que funciona aí a nossa usina termelétrica. Bem, continuando agora vamos falar das vantagens e das desvantagens das usinas termoelétricas. Olha só, vantagens.
11:41 Começando pelas vantagens. As usinas termoelétricas podem ser edificadas praticamente em qualquer lugar, inclusive próximos de centros urbanos, diminuindo o desperdício nas linhas de distribuição. Além disso, podem ser construídas rapidamente para atender demandas emergenciais. a médio e curto prazo. Trata-se de opções para países carentes de outras formas energéticas para gerar eletricidade. Ademais, subprodutos como a palha de arroz e bagaços, lixões e aterros sanitários podem ser utilizados enquanto fonte de calor, né? Ou seja, eh, a gente também não queima só petróleo, carvão, pode queimar o lixo também, né? Porque é
12:26 uma fonte de calor para as usinas termoelétricas. As desvantagens, as usinas termoelétricas possuem um alto custo de manutenção, posto que necessitam constantemente de combustível para ser queimado. E aí, olha só, é uma desvantagem, porque eu preciso estar sempre reabastecendo para queimar esse combustível, para gerar o movimento e gerar energia elétrica. Um dos piores impactos ambientais possíveis ocorre quando os gases residuais do processo são emitidos para a atmosfera. Esses poluentes em grande quantidade podem causar o aquecimento global por meio do que chamemos efeito estufa, além das chuvas ácidas. Então,
13:13 uma desvantagem também é que a termelétrica ela polui o meio ambiente, né? Ela não é boa para o meio ambiente por causa da poluição que ela provoca, né? Queimar carvão, queimar o gás, queimar petróleo, óleo diesel, né, e até mesmo o lixo, causa poluição. E isso não é bom para o planeta, né? É uma grande desvantagem, então, das usinas termoelétricas. Por isso que elas são usadas de modo emergencial. Aqui no nosso país, por exemplo, é assim, né? Porque o nosso país ele tem grandes recursos hídricos, né? Emissão solar muito grande, tem ventos, né? Lá próximo do mar. na parte do Nordeste, onde estão os grandes partes partes eólicos. Então, o Brasil tem aí fontes renováveis para
13:59 utilizar e aí quando é necessário, é um recurso estratégico, como eu já falei, se utiliza termoelétricas. E agora vamos falar de uma termelétrica especial que é a usina nuclear. As usinas termonucleares, assim chamadas, né, porque também tão são termoelétricas, utilizam a fição nuclear para produzir calor, gerando vapor e acionando turbinas, oferecendo energia limpa, contínua e de baixíssima emissão de carbono, ou seja, né, elas não poluem quanto tanto quanto as temelétricas tradicionais, porque elas retiram energia do núcleo atômico através da fissão e isso não produz a poluição,
14:46 certo, que é lançada pelas usinas termelétricas. Eh, ou seja, elas oferecem uma energia limpa, contínua e de baixíssima emissão de carbono e ela é fundamental na matriz elétrica de países como a França e os Estados Unidos. A energia nuclear é uma forma de energia liberada a partir do núcleo dos átomos, que é composto por prótons e nêutrons. E aí nós temos a imagem de uma sala de controle de uma usina nuclear aparecendo aí para você. Como funciona então uma usina nuclear? Olha só, tem um funcionamento muito parecido com uma usina termelétrica, por isso que ela é considerada que ela é dita termonuclear.
15:33 E aí a imagem mostra como é que funciona essa usina em um lugar onde a energia eh onde a energia do núcleo dos átomos é usada para produzir eletricidade. Então, diferente da termelétrica que tem a caldeira lá, né, para produzir calor, para que a água seja transformada em vapor, nós temos aqui o reator nuclear. o reator nuclear, né, que produz essa energia, fazendo com que a água se torne vapor e seja lançada aqui, ó, para a turbina, né? E aí o processo é muito parecido com a termelétrica a partir daí, ou seja, dentro do reator nuclear, que é essa parte que tá aqui à esquerda, os átomos como de urânio, se dividem em
16:19 um processo chamado fição nuclear, liberando muito calor. Esse calor aquece a água que vira vapor. O vapor é enviado para fazer girar aqui, ó, a turbina, né? A turbina gira um gerador que transforma o movimento em energia elétrica enviada para as casas e empresas. Então o a energia mecânica da turmina faz girar aqui o eixo do gerador e aí a mágica acontece sendo transformada em energia elétrica. E aí a água é reutilizada, olha, na torre de refrigeração, né? A água, eh, o vapor se torna água novamente e volta para ser
17:08 reutilizado, volta a ser água novamente. Essa água retorna para o reator e o ciclo recomeça, né? E aí, como eu já falei, uma parte da água volta, outra parte da água às vezes é descartada. Então, basicamente é como funciona uma usina nuclear, né? de uma forma bem simplória, bem simples. Claro que tudo isso aí, pessoal, na usina nuclear é feito com muito cuidado, né? Nós temos que ter ases de contenção para conter aí a explosão, né, que é causada, né, quando se divide o átomo de urânio, né, a liberação de energia muito grande. Essa divisão de átomo, né, chamada de fissão, ela também é o princípio de funcionamento da bomba atômica, né? É
17:54 assim que a bomba atômica eh funciona, né, com essa reação em cadeia da fissão nuclear. Se isso aí não for controlado, a explosão pode eh eh causar um acidente muito grave, né? Então, existem ases de controle lá para evitar que a reação fique forte demais e cause acidentes. Muito bem. Tanto a termelétrica, energia das termelétricas como as termonucleares, elas são fontes não renováveis de energia. Agora vamos falar sobre as fontes que são renováveis. Então, vamos falar de energias renováveis. E aí na imagem, né, você tem um parque eólico, certo? Onde a energia dos ventos é recolhida por essas grandes
18:39 pais aí, né? Aparece um grande catavento, ele gira e aí esse giro vai provocar a energia mecânica de movimento que é transformada pelo gerador em eletricidade. Então, a energia renovável é aquela que vende recursos naturais. que são naturalmente reabastecidos, como o sol, o vento, a chuva, mares e energia geotérmica, né? A gente fala de chuva porque a chuva reabastece os rios, né, represados aí das usinas hidroelétricas. As fontes renováveis de energia são consideradas limpas, pois emitem menos
19:24 gases de efeito estufa, né? O G é E gases de efeito estufa, que as fontes fósseis, né? Porque as fontes fósseis, né, as termelétricas emitem uma grande quantidade de CO2, né, que é o gás responsável aí pelo efeito estufa. E por isso elas estão conseguindo uma boa inserção no mercado brasileiro e mundial, né? é necessário a utilização de fontes renováveis que poluem menos para que a gente não agrida o meio ambiente, né, que é um problema detectado, né, essa questão do aquecimento global, né, das das mudanças climáticas eh que acontecem, né, dos eventos climáticos extremos que estão acontecendo agora, que são causados
20:10 então pela grande poluição que já foi emitida no na nossa atmosfera. Então é necessário que o mundo, que o Brasil ele consiga, né, produzir a eletricidade sem agredir o meio ambiente. E aí vamos começar agora falando da energia hidráulica, que é uma fonte de energia renovável. Claro, a energia gerada por essa fonte vem do aproveitamento da água dos rios. Nasinas hidrelétricas, as águas movem turbinas que transformam a energia potencial da água em energia mecânica e, por fim, em elétrica. Então, o que que acontece aí, pessoal, na hidraelétrica, né? É preciso, você viu
20:58 que para produzir eletricidade é necessário produzir energia mecânica para girar o gerador, fazer o gerador girar. Quem faz isso na usina hidrelétrica é as partes que são colocadas na queda d'água. Quando a Vamos colocar a imagem novamente aí da usina, olha só. Então você vê a água represada. Quando a represa é aberta, quando as comportas da represa são abertas, a água é obrigada a passar por um lugar onde ela vai fazer girar paz, né? E aí essas pais estão interligadas com os geradores que vão transformar essa energia mecânica em energia elétrica. Então é a força da água, é a força da queda da água que faz com que
21:46 gire a turbina e que seja produzida a eletricidade, né? Veja que na terma elétrica que a gente apresentou, quem faz o gerador se movimentar é a queima de combustível fóssil, que faz a água se aquecer, virar vapor sobre pressão. E esse vapor sobre pressão gira a turbina. Na hidraelétrica, quem gira a turbina é a força da queda da água, né? Pela diferença de potencial que existe, certo? a água é forçada a cair de uma determinada altura e ela forçando a cair, ela vai girar as pazes do gerador. OK? É assim então que a mágica acontece lá na na hidraelétrica. Temos também a energia solar. A energia solar é uma fonte que pode ser
22:32 aproveitada na forma de calor ou na forma de luz. Então aí você vê na imagem, né, várias eh chapas com com células fotoelétricas que captam a energia do Sol e transforma essa energia do Sol em energia elétrica. Para o aproveitamento do calor, os raios do Sol atingem a superfície dos painéis coletores térmicos que aquecem a água no seu interior. E aí é uma outra forma também de usar a energia do sol, né? que vai aquecer a água. E aí essa água quente pode ser utilizada nas residências chuveiros piscinas torneiras, máquinas de lavar e etc, ou em processos industriais ou na geração
23:18 de eletricidade. Nos painéis fotovoltaicos, a radiação solar, né, que é a luz em forma de radiação, interage com o material semicondutor. Aí já é diferente, né, da geração lá mecânica, né, do movimento mecânico, né? Aí nós temos uma interação com esse material semicondutor que geralmente é o silício, gerando eletricidade diretamente, né, através da luz emitida pelo sol. Temos também a energia eólica. A energia eólica é obtida através do aproveitamento do vento, que é o movimento das massas de ar. Para transformar a energia dos
24:06 ventos em energia elétrica, são usados os aerogeradores. É isso aí que tá na imagem, né, pessoal? a gente chama esse dispositivo aí de um aerogerador que possuem imensas hélices que se movimentam de acordo com a quantidade de vento local. Então, nós temos muitos parques eólicos na parte nordeste do país, próximos ao mar, onde a gente tem uma grande quantidade de vento. E o vento faz com que esses aerogadores se movimentem, girando as pais e aí produzindo energia mecânica. que vai pro gerador para ser transformado em energia elétrica. E é assim então que o parque eólico funciona,
24:52 eh, gerando energia proveniente dos ventos e transformando essa energia em energia elétrica. Temos também as biomassa, a energia da biomassa. Toda a matéria vegetal e orgânica existente, que a gente chama de biomassa, pode ser utilizada na produção de energia. né? E aí a gente tem a lenha, bagaço de cana de açúcar, cavaco de madeira, resíduos agrícolas, algas, restos de alimentos e até excrementos animais. Após sua decomposição, elas produzem gases que são usados para gerar energia. E aí nós temos uma tabelinha aqui com os biocombustíveis, né? E aí são vários.
25:38 Algum deles você já deve ter entrado em contato e ouvido falar. a gente tem o etanol, que é o álcool produzido a partir de fermentação de açúcares, podendo adviretais. Temos também aí a biomassa, né, que consiste nos resíduos orgânicos, como a gente já falou, principalmente das atividades humanas, em especial a agropecuária. A gente tem também aí o biometano, né, que é o gás obtido a partir da decomposição de matéria orgânica, sendo geralmente utilizados dejetos animais, né, restos de alimentos e subprodutos da indústria, que é que é
26:24 sucroalcoleira. Temos também o biodiesel, que é um hidrocarboneto produzido a partir de óleos e gorduras. de origem animal e vegetal, como sebo e óleo de soja, submetidos ao processo de trans esterificação. Muito bem. Aí o biodiesel, né, também utilizado aí como fonte energética. Continuando, pessoal, a gente tem a energia geotérmica, que é aquela energia retirada aí do aquecimento terrestre, né? A energia geotérmica. ou energia geotermal do grego geoterra e térmica calor é a energia obtida do calor
27:10 presente no interior da Terra, circundando o núcleo existente. Eh, circundando o núcleo, existe uma camada chamada manto, que é formada por magma, semelhante à lava dos vulcões e rocha. E a última camada mais externa é a crosta terrestre, onde habitamos. Para a gelação elétrica, perfura-se o subsolo, onde há grande quantidade de vapor e água quente, os quais devem ser retirados dos dutos e conduzidos a um gerador na superfície da Terra para a transformação da energia geotérmica em elétrica. É uma fonte de energia renovável porque o calor é produzido continuamente nessas camadas internas da Terra. E aí nós temos esse esquema aí, né, de como funciona essa usina
27:56 geotérmica, né, retirando o calor, ele retira o calor do centro da Terra, né, do aquecimento da Terra. E aí a mesma coisa, né, a água é aquecida, se transforma em vapor e esse vapor é usado para girar a turbina, que vai girar o gerador e transformar tudo isso em energia elétrica. Muito bem, pessoal. Agora nós temos, para encerrar, nós temos aqui um vídeo, né, com o professor, muito importante para vocês assistirem aí sobre esses impactos, né, que nós comentamos aqui. Vamos lá, então, assistir. >> Olá, alunos da segunda série do ensino médio. Eu me chamo Iberson do Nascimento, eu sou professor da disciplina em Geografia e hoje eu vou falar da relação entre mudanças climáticas e a necessidade de mudança na
28:43 matriz energética mundial. Bem, eu gostaria de começar essa fala definindo o que é a mudança climática. De acordo com a ONU, as mudanças climáticas elas se referem às transformações ocorridas no nos padrões de temperatura e clima em escala planetária. Essas mudanças elas podem ter como causas as questões naturais. Porém, desde o século XVI, quando nós tivemos ali a primeira revolução industrial, o homem vem sendo o principal agente transformador eh nas questões relacionadas às mudanças climáticas. E isso tá muito ligada, ligado, perdão, às características da matriz energética que nós utilizamos, que tem como base os chamados
29:29 combustíveis fósseis, que ao serem queimados produzem gases que ao chegarem na atmosfera podem fazer com que o calor fique mais retido aqui na atmosfera terrestre, intensificando fenômenos como, por exemplo, o chamado efeito estufa, que vai ocasionar o aquecimento global, que por sua vez vai provocar essas mudanças no clima, além do derretimento do gelo para as calotas polares, aumento do nível dos oceanos e fenômenos extremos como secas, tempestades, furacões, dentre outros. A partir daí, a gente observa que há uma necessidade da gente mudar a matriz energética mundial, que ainda é predominantemente composta por combustíveis fósseis. Para vocês terem uma ideia, 86% da matriz energética
30:18 mundial são de fontes não renováveis, combustíveis fósseis majoritariamente, e apenas 14% de fontes renovadas, que são aquelas fontes mais limpas, tipo a energia oriunda dos ventos, da energia solar, dentre outros. Então nós precisamos tornar essa matriz energética mais renováveis, certo? Se não fizermos isso, nós vamos continuar intensificando os problemas relacionados às mudanças climáticas. Espero ter contribuído com a aula de vocês. Até uma próxima oportunidade. Tchau, tchau. Fiquem bem. Muito bem, pessoal. Eu espero então que vocês tenham gostado da aula, tenham entendido o conteúdo e a gente se encontra aqui em outra oportunidade. Tchau pessoal.
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