América do Sol

Todos os seres vivos dependem de energia para a manutenção de seus processos vitais, estes processos garantem a perpetuação de todas as formas de vida na Terra, a soma destes processos chama-se metabolismo. O metabolismo é o meio que os organismos vivos utilizam para transformar a energia, contida nas ligações químicas que constituem a estrutura molecular dos alimentos, em trabalho. A utilização das palavras trabalho e energia está totalmente dentro da concepção adotada pela física clássica, assim o metabolismo consiste, em última análise, na transformação de energia em trabalho. Tal descrição pode ser perfeitamente observável tomando como exemplo o próprio ser humano. Todas as atividades humanas estão relacionadas ao consumo de energia, tal energia é oriunda dos alimentos ingeridos. Os movimentos são processos de conversão de energia armazenada sob a forma molecular em trabalho mecânico, a manutenção da temperatura do corpo em torno dos 37ºC consiste na transformação de energia química em trabalho térmico, o processo de raciocínio, a digestão, a respiração, dentre outros, são todos processos ou trabalhos que demandam grandes quantidades de energia. Entretanto o ser humano é o único ser vivo que necessita de mais energia do que aquela necessária à manutenção de seus processos fisiológicos, isto advém de seu poder transformador sobre o meio em que vive. Transformar consiste em produzir trabalho e trabalho requer energia. A partir do momento em que os seres humanos começaram a exercer a capacidade de transformar o meio em que vivem, iniciou-se uma demanda adicional por energia, muito além daquela necessária à manutenção de seu próprio metabolismo. Suprir tal demanda é hoje um dos objetivos das comunidades modernas. Atualmente os processos de transformação utilizados estão passando por profundas análises no que se refere às reais quantidades de energia necessárias para o desenvolvimento de um determinado processo, tais análises visam identificar os fatores que demandam energia, mas que não são necessários ao resultado final. O constante estudo analítico em relação a composição energética envolvida em cada processo de produção deve ser um procedimento constante. O rendimento de cada uma das etapas que constituem um processo de produção qualquer deve ser analisado e otimizado. A otimização de processos de produção tem por objetivo racionalizar a energia demandada por tais processos. Hoje o projeto e implantação de um determinado sistema, deve incluir a quantificação de todas as parcelas de perdas que necessariamente criarão demandas adicionais de energia. Tais parcelas de energia serão chamadas aqui de energia agregada, ou seja a energia agregada é toda a energia que pode ser subtraída do processo produtivo ou sistema sem alterar as características operacionais do mesmo e nem o seu resultado ou produto final.
Energia solar:
Toda a energia utilizável na terra tem ou já teve sua origem no espaço, mais precisamente no sol, desta forma é possível garantir que todas as formas de energia disponíveis na terra são de origem solar, exceto a energia oriunda por meio de processos que envolvam a alteração de núcleos atômicos ou seja, a energia de origem nuclear. Os combustíveis fósseis constituem-se em reservas de energia solar armazenada sob a forma de reações químicas que são constituídas de longas cadeias denominadas de hidrocarbonetos.
As formações de correntes atmosféricas, em função dos movimentos de rotação da terra, só são possíveis porque a energia solar incidentes sobre a terra é suficiente para manter a atmosfera em estado gasoso.
Uma usina hidrelétrica converte em última análise, energia solar em energia elétrica, pois a energia necessária para fazer com que a água represada apresente energia potencial gravitacional para a queda, foi gerada pelo sol que fez com que fosse produzido vapor que uma vez condensado produziu chuva, levando a água até um ponto mais alto, de onde possa ocorrer a transformação de energia potencial em energia cinética durante a queda. Assim, toda a água da represa de uma usina hidrelétrica, foi transportada até lá por meio de energia solar. Uma usina termelétrica que utiliza carvão como combustível, também converte energia solar em energia elétrica, pois utiliza a energia contida nas ligações moleculares do carvão, ligações estas que foram formadas utilizando a energia oriunda do sol que, por meio da fotossintese, gerou a produção de açucares e outros compostos para serem armazenados nos vegetais. Tais moléculas de açucares (carboidratos) contidas nos vegetais podem ser ingeridas pelos animais que as transformam em energia utilizável para a sobrevivência ou continuam armazenado na forma de lipídios, glicose e outros compostos que constituem os seres vivos. O petróleo e o carvão mineral é o resultado do processamento (fossilização) da matéria orgânica que um dia foi constituída ou "montada" em função da presença de energia solar através da fotossintese. Uma análise em toda a cadeia alimentar coloca a energia solar como propulsora do processamento da matéria viva encontrada na terra. Pode-se afirmar que no momento a única forma de energia conhecida que pode ser produzida na terra e que não tem origem no sol é a energia nuclear.
Fusão nuclear:
A energia termonuclear é obtida durante processamento dos núcleos dos átomos tal processamento (fissão ou fusão) assim como as importantes quantidades de energia liberadas durante uma reação nuclear, tem sua origem na própria formação do universo, sob este aspecto vale a pena colocar que a energia produzida pelo sol também advém de combustível nuclear, pois no sol ocorre a constante transformação de átomos de Hidrogênio em Hélio em um processo contínuo de fusão nuclear. Tal reação tem como resultado a liberação de energia nas mais variadas formas ou comprimentos de onda. As estrelas, como o nosso sol, são os principais processadores de material cósmico. Ao final de sua vida útil as estrelas produzem vários elementos químicos, como o Ferro, dentre outros. O ferro, por exemplo, que compõe a hemoglobina presente em nosso sangue foi formado, no passado, no interior de uma estrela.
A energia produzida pelo sol pode ser repetida em pequenas escala, através de sistemas ou bombas onde ocorre a fusão do combustível que é o hidrogênio ou isótopos dele como o deutério e o trítio. Em linhas gerais, nas bombas de hidrogênio, uma pequena bomba de fissão age como espoleta e, logo após a reação em cadeia do hidrogênio se inicia tendo como resultado a produção de energia sob várias formas (eletromagnética, mecânica, térmica). A quantidade de energia produzida pela fusão nuclear é extremamente grande se comparada a fissão nuclear. A utilização da fusão nuclear em reatores para a geração controlada da energia, encontra dois obstáculos básicos atualmente que não estimulam a sua utilização, o primeiro é gerar a energia de ignição necessária que é cerca de 50.000.000º Celcius caso se viesse a utilizar o deutério como combustível. O segundo fator é manter a fusão sob controle haja vista, as altas temperaturas geradas. Neste caso o problema reside então, em produzir materiais resistentes que suportem de forma constante as altas temperaturas produzidas. Estudos com plasma vem mostrando resultados interessantes, tais experimentos consistem basicamente em revestir local onde a reação ocorre (o reator) internamente com material em estado de plasma, este parece conter a reação por intervalos de tempo satisfatórios e muito promissores sob aspecto operacional.
Fissão nuclear:
Fissão. Já há muitos anos a energia nuclear obtida por processo de fissão vem se mostrando como uma alternativa muito atraente e muito viável tanto em aspectos técnicos quanto econômicos no que se refere a solucionar os problemas relativos ao aumento da demanda por energia. De fato o balanço energético final relacionado com a utilização de fissão nuclear é muito satisfatório pois com uma pequena porção de combustível físsil é possível gerar quantidades enormes de energia por vários anos então, terminado o potencial de fissão do combustível, o mesmo é trocado e o reator pode voltar a funcionar novamente. Um outro aspecto que torna a energia obtida por processo de fissão nuclear muito atraente é que a comunidade técnica já adquiriu experiência na tecnologia relacionada a operacionalização e utilização do processo. Para que seja possível formar uma idéia da capacidade energética relacionada aos processos de fissão nuclear, é conveniente comparar o urânio físsil com o carvão combustível. Ambos utilizados em usinas de geração elétrica que utilizam a energia térmica como processo intermediário, ou usinas termelétricas. Assim 1kg de urânio após completado todo o processo de fissão dos núcleos de seus átomos, produz cerca de 75 x 1012 Joules de energia, a mesma quantidade de carvão , é capaz de produzir aproximadamente 4 x 10 7 Joules de energia. A proporção é extremamente desfavorável em relação ao processamento do carvão, ou seja, se consideradas quantidades iguais, o processo de fissão dos núcleos dos átomos de urânio é capaz de produzir aproximadamente 1.900.000 vezes mais energia do que o carvão, de fato é uma relação extremamente atraente, mesmo considerando os custos do urânio beneficiado e ainda todos os custos operacionais envolvidos no processo termonuclear de geração elétrica. Entretanto é necessário enfatizar, conforme já colocado, que a geração de energia elétrica em ambos os casos, tanto no processo que utiliza o urânio como combustível quanto no que utiliza o carvão constituem-se em processos termelétricos, ou seja, a energia cinética fornecida ao gerador advém da produção de vapor de água sob altas pressões, tal vapor faz girar uma turbina que é mecanicamente conectada ao eixo de um gerador elétrico. Todo sistema que utiliza processos de geração envolvendo intermediariamente a produção de calor acarreta redução de rendimento do mesmo. Assim o processo de geração termelétrica a partir de combustível físsil ou a partir da queima de carvão, apresenta potencialmente valores semelhantes de perdas, porém as perdas térmicas em um reator nuclear podem ser ignoradas frente ao potencial de geração do urânio comparado ao do carvão. Isto contribui mais ainda para a utilização de reatores nucleares. Mas os problemas e desvantagens relacionados ao processo de geração de energia a partir da fissão consiste, dentre outros, nos níveis de segurança com relação a vazamentos nos reatores, haja vista a fragilidade que potencialmente a maioria dos materiais utilizados como blindagem apresentam frente aos elevados níveis energéticos alcançados no núcleo de um reator. A princípio não há problemas quando a fissão dos núcleos está sob controle, embora hajam ações judiciais em todo o mundo que defendem a posição de que há o aumento da incidência de certos tipos de câncer e leucemia em populações residentes próximas a centrais termo nucleares. Entretanto o real, incontestável e virtualmente irremediável fato ocorre quando por qualquer motivo, normalmente um erro operacional, o controle do processo de fissão dos núcleos vem a ser perdido. Um dos exemplos mais recentes foi o acidente ocorrido no reator da usina nuclear de Chernobill na União Soviética em 1989. Lá os efeitos da radiação estarão presentes nos arredores do local do reator (chamado edifício do reator) pelos próximos 10 mil anos, em termos comparativos é possível tomar como exemplo o fato de que as pirâmides do Egito tem em média 5 mil anos de idade. O problema ocorrido, foi a perda de controle da reação. Um dos mecanismo de controle utilizados em reatores, se dá por meio de bastões de grafite que são inseridos ou retirados do núcleo do reator, tais bastões tem por função controlar a quantidade de partículas (nêutrons) que irão bombardear outros núcleos e assim sucessivamente constituindo o que se conhece por reação em cadeia. Os bastões são de grafite porque tal material consegue absorver os nêutrons em excesso, controlando a quantidade dos mesmos que irão bombardear os demais núcleos de urânio. Quando o mecanismo que aciona tais bastões de controle vem a falhar, a reação em cadeia não encontra barreiras de controle ou seja, não há como controlar a quantidade de nêutrons disponíveis para atingirem outros núcleos de urânio, então o reator se transforma em algo semelhante a uma bomba de fissão nuclear onde os núcleos de todos os átomos tendem a ser processados em frações de segundos, tal fato libera todo o potencial energético existente no combustível contido no reator em curtos espaços de tempo, gerando todos os efeitos conhecidos, inclusive a fusão do prédio que guarda o reator, expondo uma série de partículas ao meio ambiente. De fato os conceitos muito são especiais, pois se tratando de geração de energia por processos de fissão nuclear, a segurança é fator principal sempre, inclusive os aspectos econômicos ficam ou "devem" ficar em segundo plano, esta é uma regra básica ou seja, primeiro a segurança e depois qualquer outro aspecto relativo ao processo produtivo, mesmo assim os acidentes são potenciais e infelizmente ocorrem. Como a maior parte dos problemas se dá nos sistemas de controle, estes são projetados com elevado grau de redundância, procedimento essencial para a operação razoavelmente segura dos reatores. Deve ficar claro que os riscos de vazamentos de radioatividade e de acidentes como os de Chernobill nunca estarão totalmente afastados, isto fica evidente simplesmente pela análise da modalidade do combustível utilizado na geração e do potencial de energia envolvido. Energia nuclear, deve ser um assunto comum em todos os níveis da sociedade, envolvendo, cientístas, políticos e toda a sociedade sem diferenciação. Pois, diante de um problema como o de Chernobill e tantos outros, todas as pessoas sem diferença de classe social ou hierarquia são, genticamente afetadas. Geração de energia por processos que envolvam processos nucleares é, em primeira instância, um assunto de cidadania.
O outro problema que deve ser abordado por toda a sociedade é o dos resíduos gerados pelos reatores, também conhecidos por lixo nuclear, tais resíduos apresentam meia vida longa isto é, continuam produzindo emissões radioativas por longos períodos de tempo. A questão relacionada ao armazenamento do subproduto dos reatores de fissão não consiste somente no fato das emissões que geram ou ainda na construção de locais "seguros" para armazenagem, mas também no fato de que é necessário ponderar se é justo transferir compulsoriamente a responsabilidade de seu armazenamento para as gerações vindouras, gerações estas que certamente questionarão nossos procedimentos em relação aos subprodutos da matriz geradora de energia adotada atualmente.
Centrais de geração nuclear e o aumento de incidência de casos de leucemia infantil.
A leucemia é uma desordem que atinge as células que produzem as células do sangue decorrente de alterações ou falhas na replicação de determinados gens e, a exposição de crianças (e de mães em período pré natal) a radiações ionizantes, tem sido apontada como causa comum para o aparecimento de leucemia em crianças devido à conhecida sensibilidade que tais gens tem a radiação ionizante. De fato, a leucemia é o tipo de cancer mais comum em crianças e a sua ocorrência vem crescendo a anualmente. Os casos de leucemia em crianças que residem perto de instalações de geração termonucleares por fissão nuclear, tem sido foco de diversos estudos científicos e estatísticos que relacionam tais usinas a um incremento no número de casos, principalmente em função dos níveis de radiação presentes nas vizinhanças de tais instalações muitas vezes deceorrentes por falhas nos procedimentos operacionais. Assim mesmo pelo aspecto de saúde pública, parece importante desestimular a construção de novas centrais termonucleares e, na medida do possível, desativar as centrais de geração ainda existentes. Diversas outras alterações genéticas parecem estar ligadas a exposição a substâncias que apresentam importantes nívels de emissão de radiação inonizante. Desde o acidente na usina de Chernobill, conforme explicado acima, diversas crianças tem apresentado alterações genéticas em níveis bastante preocupantes. Mas aqui deve ser feita uma consideração: No caso de Chernobill muitas partículas foram lançadas ao meio ambiente em função do vazamento. Os casos de leucemia, entretanto parecem guardar estreita relação com o funcionamento normal dos reatores, sem estes apresentarem vazamentos. O que parece muito mais preocupante sob aspecto de saúde pública.
Considerações finais:
Ponderar sobre novas formas, ou formas alternativas de gerar energia deve ser uma preocupação constante de toda sociedade, devendo se tornar em um assunto dinâmico e que gere constante discussões em todos os âmbitos da sociedade. Tal assunto de fato, não deve fazer parte somente da rotina de técnicos e cientistas, todos os cidadãos devem participar, opinar e finalmente optar, talvez a tarefa dos técnicos seja somente a de operacionalizar novas idéias resultantes de novos posicionamentos sociais baseados nos modernos conceitos de cidadania. Desta forma deve ser considerado que, gerar energia utilizando fontes realmente alternativas, consiste em uma proposta que deve ser seriamente levada em consideração por todos os países, especialmente aqueles subdesenvolvidos ou que possuem algum projeto consistente de desenvolvimento econômico e social.
A demanda crescente por energia aliada a dificuldade para supri-la deve levar as comunidades a buscarem suas formas alternativas de composição das suas matrizes energéticas. Os sistema híbridos de energia constituem-se na proposta inicial para locais servidos por energia elétrica convencional, aliados a coletores térmicos para aquecimento somente da água e sistemas eólicos para geração de energia elétrica adicional, todos juntos constituem-se em sistemas integrados caracterizando uma proposta interessante sob aspectos econômicos, contribuindo para a penetração crescente dos sistemas alternativos, na composição da matriz energética de uma determinada comunidade, região ou país. No momento os sistemas híbridos apresentam potencial para suprir residências e outras instalações sem a necessidade de conexão a sistemas de energia convencionais.
A energia obtida por meios alternatívos assumirá um papel de extrema importância na matriz energética mundial, constituindo-se em uma forma silenciosa, limpa e que utiliza poucos recursos. A energia eólica e solar, por exemplo, pode e deve ser produzida no mesmo local onde é consumida, gerando independência energética a quem a adota como forma de geração. Gerar e consumir a própria energia constitui-se em uma filosofia nova que trará melhorias na relação entre o ser humano e os recursos disponíveis, tal procedimento racionalizará as perspectivas relativas ao real custo da energia, não somente o custo econômico, mas também o custo relacionado aos recursos naturais envolvidos na sua produção, neste caso, a educação energética trará o equilíbrio adequado entre a produção e o consumo. O exemplo das grandes centrais de geração de energia hidrelétrica vem provando que a descentralização das centrais de geração acarreta um rendimento maior a um sistema elétrico qualquer, de fato já é sabido que o aproveitamento de um potencial hídrico qualquer é melhorado quando são construídas pequenas unidades de geração hidrelétricas ao invés de uma extremamente grande. Assim, conseguir sistemas muito mais autônomos no que diz respeito a geração, deverá ajudar a equilibrar ainda mais o processo de produção e consumo de energia elétrica.
A utilização da energia solar e eólica em residências parece o primeiro passo para a autonomia energética individual e para a formação desta nova perspectíva energética em escala mundial, só a gerência na geração de energia pode mostrar a cada indivíduo o quanto é importante racionalizar o seu consumo, mostrando o quanto é importante racionalizar cada kWh consumido. A descentralização de sistemas de geração pode levar, em alguns casos, ao desaparecimento dos meios de transmissão atuais, pois se a energia é gerada e consumida localmente, não será necessário transmiti-la a longas distâncias. Tal procedimento reduz as perdas de transmissão a valores extremamente pequenos. As perdas em sistemas de transmissão são quantidades de energia que devem ser geradas somente para o suprimento de tais perdas.
Referências:
*Resnick Robert. Introduction to Special Relativity 1971.
*Alan Isaacs and Valerie Pitt. Physics 1972,
*Leukemia in the proximity of a German boiling-water nuclear reactor: evidence of population exposure by chromosome studies and environmental radioactivity. Environmental Health Perspectives 1997; Schmitz-Feuerhake I, Dannheim B, Heimers A, Oberheitmann B, Schroder H, Ziggel H.

URL:: http://www.energiasrenovaveis.com/

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Comentários


Energia Nuclear e o aquecimento global
Pietro Paolo Sardelli 27/06/2007 00:45
ppcb@ajato.com.br

O artigo expõe que várias fontes energéticas têm como origem a energia do sol.

Uma maneira de interpretar as fontes é a seguinte:
Fontes Anti-aquecimento global = aquelas que utilizam a energia fornecida pelo sol recentemente. Exemplo: Energia solar, eólica, hidrelétricas, biocombustíveis (álcool e óleo vegetal, madeira e fibras vegetais)
Fontes Pró-aquecimento global = todas aquelas em que se libera energia que encontra-se presa em ligações
químicas e que assim continuaria se não fosse a intervenção humana. Exemplos : Combustíveis fósseis, Gás natural,
Fontes Ultra-pró-aquecimento = são aquelas em que se transforma máteria em energia (energia nuclear) e que podem até transformar nosso planeta em uma massa de material fundido.

Fazendo um estudo termodinâmico do planeta em relação ao tempo verifica-se que antes da era industrial, o calor recebido diariamente pelo planeta correspondia somente ao fornecido pelo sol.

Posteriormente com queima de carvão e petróleo fósseis passou-se a fornecer ao planeta uma dose extra diária de calor. Essa dose fôra fornecida pelo sol num passado remoto e armazenada nos fósseis.

Logo então veio a energia atômica! Muitos testes de bombas, transformando matéria em energia. Usinas nucleares trabalhando continuamente. E mais doses diárias de energia fornecidas ao planeta azul.

Olhando o planeta lá de fora, será que está mais brilhante ? Em outras palavras, a energia a mais que está sendo fornecida a ele está saindo dele ou está contribuindo para seu aquecimento?

Será que este raciocínio é excessivamente simplista e a energia gerada pelos meios nucleares não é tão perigosa ?

Ainda que não seja, o custo em termos de poluição parece ser impagável.

Recentemente doeu-me o estômago ao verificar posicionamentos de que a energia nuclear seria mais adequada contra o aquecimento global do que a energia hidrelétrica por exemplo, pois esta última é reponsável por gerar gases em grandes represas.

Temos ainda a energia das marés, relacionada à gravitação; a energia das ondas, a energia geo-térmica. Porque optar pelo pior ?
Geração de energia elétrica e sistemas alternativos
Por o mundo precisa de energia 23/09/2003 às 22:26

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Fonte: Centro de Mídia Independente