INTRODUÇÃO
Neste projeto visamos inter-relacionar Biologia, Física e Química através de atividades práticas e de pesquisa sobre energia elétrica e o impacto ambiental.
Para desenvolver as atividades propostas do projeto, outras disciplinas serão envolvidas: Português, Geografia, Matemática, História , Sociologia e Educação Artística.
Segundo os Parâmetros Curriculares Nacionais que diz: “Numa perspectiva transdisciplinar desenvolvemos no espaço escolar, ações pedagógicas integradas explorando diferentes assuntos e abordando-os nas diversas disciplinas”.
Neste contexto o papel das disciplinas envolvidas é o de colaborar para a compreensão do mundo e suas transformações, contribuindo para a ampliação das explicações sobre os fenômenos da natureza, para o entendimento e o questionamento dos diferentes modos de utilizar os recursos naturais.
Segundo Paulo Freire, no seu livro Pedagogia da Autonomia - saberes necessários a prática pedagógica, que nos remete para o centro maior da ação educativa, que deve ser a formação de sujeitos históricos conscientes de suas ações, como indivíduos que fazem parte do meio social e que interagem entre si.
energia é produzida por meio da construção de hidroelétricas e centrais nucleares ou da utilização de combustíveis fósseis em usinas térmicas, soluções caras e prejudiciais ao meio ambiente. Entretanto, uma outra solução se oferece: a economia de energia por meio de bons hábitos por parte dos consumidores e do desenvolvimento e difusão de novas tecnologias mais eficientes.
Alguns hábitos inteligentes:
- Adquirir produtos energeticamente eficientes e mantê-los adequadamente são atitudes fundamentais para o combate ao desperdício de energia. Como exemplo, temos nossas geladeiras que são extremamente gastonas, quando comparadas, por exemplo, com as japonesas. Isto se dá devido a má qualidade ou a insuficiência dos isolantes térmicos usados nas altas temperaturas dos países tropicais. Além disso, o motor situado na parte inferior da geladeira aquece o ar e , como o ar quente sobe, ele aquece o aparelho. As geladeiras japonesas possuem motor na parte superior e consomem metade da energia das boas geladeiras norte americanas de mesmo tamanho. Mas precisam ser complementados com hábitos novos, que você adota sem qualquer sacrifício.
a) Durante o dia, aproveite os raios solares e evite acender lâmpadas. À noite, só deixe acesas as que estiver usando.
b) Assista TV, mas desligue o aparelho quando ninguém estiver assistindo, não durma com ele ligado.
c) Cante a vontade no banheiro, mas não demore muito no banho, o chuveiro elétrico consome bastante. Se você quiser economizar 30% de energia, mantenha a chave na posição verão.
d) Ao atacar a geladeira, retire os alimentos de uma só vez, não coloque comida quente lá dentro.
e) Ao usar o ar condicionado, mantenha portas e janelas fechadas, antes de sair, desligue o aparelho.
As instalações clandestinas, os famosos “gatos” colocam em risco nossa vida e fios desencapados, que dão choques e deixam escapar corrente. Muitos outros exemplos podem ser citados, mas, resumidamente combater o desperdício é:
Usar a energia de forma inteligente;
Não jogar energia fora;
Assumir o compromisso com a preservação do planeta;
Gastar somente o necessário, rompendo a resistência humana em esbanjar energia.
Muitas vantagens são encontradas combatendo o desperdício de energia. Essas vantagens enfatizam valores fundamentais, como: preocupação com a qualidade de vida; proteção aos recursos naturais e exercício da cidadania; amplia no tempo, os recursos naturais não renováveis ainda disponíveis; Contribui para minimizar os impactos ambientais; reduzir custos para a nação e para o consumidor; maximizar o aproveitamento dos investimentos já efetuados no sistema elétrico; induz a modernização industrial; melhora a competitividade internacional dos produtos de consumo e dos bens duráveis fabricados no Brasil.
Para combater o desperdício de energia elétrica temos que contar com vários segmentos de consumo e também com o sistema elétrico. Ao sistema elétrico cabe reduzir as perdas nas etapas de geração, transmissão e distribuição de energia, assim como desenvolver projetos que tenham como objetivo combater o desperdício.
São vários os segmentos de consumo e já citados alguns hábitos inteligentes quanto ao consumo nas residências. Na indústria, o combate ao desperdício pode ser acelerado aumentando-se a eficiência energética nas máquinas, processos, procedimentos e produtos. Por meio de diagnósticos energéticos, aperfeiçoam-se as rotinas de manutenção e verifica-se o funcionamento do equipamento e instalações. Assim, as fábricas economizam tempo e matéria-prima, criam empregos qualificados, aumentam a produtividade e aperfeiçoam o produto final. No comércio, combate-se o desperdício já nas construções e reformas das instalações por meio da escolha de materiais adequados. Os sistemas de refrigeração e iluminação também exigem uma atenção especial. No poder e serviços públicos alcança-se o combate ao desperdício com a eficiência das instalações. Na iluminação pública, obtém-se o mesmo resultado trocando-se as lâmpadas ineficientes por outras de melhor rendimento. Na agricultura, o combate ao desperdício depende da melhoria da execução dos sistemas de irrigação.
O cidadão pode fazer bastante para combater o desperdício de energia. Sua atuação reverte em seu próprio benefício, pois representa em economia em seu bolso e melhoria de sua qualidade de vida. É uma atitude inteligente que contribui para o desenvolvimento sustentável, além do exercício da cidadania.
Energia Hidrelétrica
No Brasil, a eletricidade é de origem predominantemente hidráulica.
A geração hidrelétrica está associada à vazão do rio, isto é, a quantidade de água disponível em um determinado período de tempo e à altura de sua queda. Quanto maiores são o volume, a velocidade da água e a altura de sua queda, maior é seu potencial de aproveitamento na geração de eletricidade.
A vazão de um rio depende de suas condições geológicas, como largura, inclinação, tipo de solo, obstáculos e quedas. É determinado ainda pela quantidade de chuvas que o alimentam, o que faz com que sua capacidade de produção de energia varie bastante ao longo do ano.
Para aproveitar o potencial hidrelétrico de um determinado rio, geralmente interrompe-se seu curso normal através de uma barragem, que provoca a formação de um lago artificial chamado reservatório. A água do reservatório é considerada energia armazenada (potencial), pois fica à disposição para ser usada na hidrelétrica.
O primeiro enchimento do reservatório requer uma interrupção maior do curso do crio, cuja quantidade de água diminui consideravelmente na região abaixo da barragem. Depois disso, o volume de água que flui através das turbinas é controlado pelos operadores de acordo com a necessidade da quantidade de energia solicitada pelo sistema.
A capacidade de uma usina depende do potencial hídrico da região onde está localizada e é avaliada em megawatts.
As conseqüências desse sistema são alagamentos de vastas áreas causando impacto ambiental indesejável, com prejuízos à fauna e à flora regional. Portanto, a produção de energia elétrica a partir de hidrelétricas depende das condições geográficas favoráveis à implantação desse sistema, respeitando a relação custo e benefício.
Mecanismos de produção: a queda de água através de dutos faz girar turbinas (roda d’água) que estão conectadas através de um eixo a um gerador elétrico de grande capacidade, que produz corrente elétrica de baixa tensão. A eletricidade produzida passa por transformadores de alta tensão, para facilitar o transporte para os centos consumidores onde passam por outros transformadores a fim de se adequar aos equipamentos que utilizarão essa forma de energia.
A energia termoelétrica
A termoeletricidade é produzida por um gerador e transportada até os locais de consumo por linhas de transmissão. Este gerador é impulsionado pela energia resultantes da queima de um combustível. Ao queimar, o combustível aquece a caldeira com água, produzindo vapor com uma pressão tão alta que move as pás de uma turbina, que por sua vez aciona o gerador.
Qualquer produto capaz de gerar calor pode ser usado como combustível, do bagaço de diversas plantas aos restos da madeira. Os combustíveis mais utilizados são: óleo combustível, óleo diesel, gás natural, urânio enriquecido (que dá origem à energia nuclear) e o carvão mineral.
Quase todo o carvão mineral brasileiro é empregado na geração termoelétrica, uso que requer o controle de efluentes líquidos e resíduos sólidos, além de CO2 (gás carbônico), CO, reticulados, hidrocarbonetos, óxidos de enxofre e nitrogênio.
O CO2 é o principal responsável pelo aumento do efeito estufa. Os demais poluentes causam danos às pessoas, animais e plantas, além de causar as chuvas ácidas, que afeta o solo, recursos hídricos, vegetação e construções.
A energia nuclear
Nas reações nucleares, determinados átomos convertem-se em outros, por modificações que alteram seus núcleos. Quando o núcleo de um átomo pesado, como o urânio ou o plutônio, é rompido para produzir núcleos de elementos mais leves, ele emite partículas denominadas nêutrons que se deslocam com altíssimas velocidades, colidindo com outros núcleos e provocando novos rompimentos com fissões. Propaga-se assim uma reação em cadeia envolvendo um número cada vez maior de átomos liberando uma quantidade cada vez maior de energia. Entretanto as partículas emitidas em grandes quantidades e em altas velocidades pelos núcleos destruídos são capazes de transferir certas quantidades de energia para as substâncias com as quais tomam contato no seu trajeto, isto é, são capazes de transmitir radioatividade. Assim sendo um reator nuclear ao mesmo tempo que gera energia na forma de calor para aquecer uma caldeira produz também resíduos altamente radioativos (lixo atômico), emitindo radiações durante centenas de anos, como é o caso do estrôncio, do césio, do criptônio e do plutônio. Esses elementos, dependendo de sua quantidade, podem provocar doenças graves ou letais.
Entretanto não é apenas no caso de ocorrerem acidentes que o processo de geração de energia nuclear ameaça o meio ambiente, mas pelo problema das várias toneladas de rejeitos altamente radioativos que continuam sem solução.
Energia Solar
Dois conceitos têm sido empregados para transformar a energia solar em energia elétrica.
No primeiro caso a conversão é realizada em usinas que recebem a denominação geral de torres de energia onde a energia é obtida através de uma grande área de espelhos que refletem a luz solar dirigindo-a para uma caldeira de aquecimento de água situada em uma estrutura elevada. Os inúmeros espelhos são orientados de modo a captar a luz do sol em todas as posições, mantendo sempre um ângulo que reflete os raios em direção à caldeira, que por sua vez produz vapor de água a altas pressões, de modo a fazer girar as turbinas geradoras de corrente elétrica. O maior problema relacionado a esses geradores é o de que eles só têm rendimentos em locais onde existam poucas nuvens. No nordeste, onde seriam viáveis pelas condições físicas favoráveis, as águas disponíveis nesses locais torna-se salgada em pouco tempo e certamente provocaria problemas de incrustação ou corrosão das tubulações e caldeiras, que podem ser resolvidos através de pesquisa tecnológica adequada.
Um outro sistema altamente interessante, mas ainda pouco desenvolvido para o aproveitamento direto da energia solar é o das chamadas células fotovoltaicas, construídas de material que transforma a energia radiante do sol diretamente em corrente elétrica. Esses sistemas não provocam qualquer tipo de poluição, trabalham na temperatura ambiente, têm larga duração, quase não necessitam manutenção e são fabricados de silício, o segundo mais abundante elemento da crosta terrestre. Segundo alguns especialistas esses constituem os mais promissores sistemas de captação de energia.
As células fotovoltaicas são placas de pequeno tamanho, reunidas em baterias como as que alimentam algumas calculadoras de bolso e relógios de pulso, sendo o uso ideal em pequenas unidades, fornecendo a energia para cada caso.
Essas células são ainda construídas individualmente por processo artesanal e por isso são muito caras. Tentativas de mecanização dessa produção já reduziram em mais de 95% o custo desse tipo de energia. O Brasil está se encaminhando para o uso em maior escala da energia fotovoltaica.
Energia eólica
PANORAMA DA ENERGIA EÓLICA
A energia dos ventos é uma abundante fonte de energias renováveis, limpas e disponíveis em todos os lugares. A utilização desta fonte energética para a geração de eletricidade, em escala comercial, teve início há pouco mais de 30 anos e através de conhecimentos da indústria aeronáutica os equipamentos para geração eólica evoluíram rapidamente em termos de idéias e conceitos preliminares para produtos de alta tecnologia. No início da década de 70, com a crise mundial do petróleo, houve um grande interesse de países europeus e dos Estados Unidos em desenvolver equipamentos para produção de eletricidade que ajudassem a diminuir a dependência do petróleo e carvão. Mais de 50.000 novos empregos foram criados e uma sólida indústria de componentes e equipamento foi desenvolvido. Atualmente, a indústria de turbinas eólicas vem acumulando crescimentos anuais acima de 30% e movimentando cerca de 2 bilhões de dólares em vendas por ano (1999).
POTENCIAL EÓLICO DO BRASIL
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 faz-se necessária a coleta de dados de vento com precisão e qualidade. Em geral, os dados de vento coletados para outros usos (aeroportos, estações meteorológicas, agricultura) são pouco representativos da energia contida no vento e não podem ser utilizados para a determinação da energia gerada por uma turbina eólica - que é o objetivo principal do mapeamento eólico de uma região.
No Brasil, assim como em várias partes do mundo, quase não existem dados de vento com qualidade para uma avaliação do potencial eólico. Os primeiros anemógrafos computadorizados e sensores especiais para energia eólica foram instalados no Ceará e em Fernando de Noronha/Pernambuco apenas no início dos anos 90. Os bons resultados obtidos com aquelas medições favoreceram a determinação precisa do potencial eólico daqueles locais e a instalação de turbinas eólicas.
Vários estados brasileiros seguiram os passos de Ceará e Pernambuco e iniciaram programas de levantamento de dados de vento. Hoje existem mais de cem anemógrafos computadorizados espalhados por vários estados brasileiros.
Além dos sistemas de produção de energia citados acima e mais comumente usados hoje em dia, temos também outras foram de produção de energia que estão em estudos:
Energia térmica dos oceanos – produção de energia a partir de dois pontos com diferentes temperaturas no oceano, isto consiste em uma forma indireta de aproveitar a energia solar.
Energia das ondas - outra forma de aproveitar indiretamente a energia do sol.
Energia geotérmica – aproveitamento das águas que brotam próximas a bolsões de lavas superaquecidas dos vulcões. Essas águas, muito quentes, as não brotam na superfície, mas outras vezes, esses vapores a altíssimas pressões afloram e podem ser utilizados para a geração de energia termoelétrica.
Uso do hidrogênio como combustível: A combinação de hidrogênio com o oxigênio, a temperatura elevada, para formar água se faz violentamente, na forma de forte explosão. Esse efeito pode, pois, ser utilizado na geração de energia elétrica.
METODOLOGIA:
Como atividade propomos como experiência prática colocarmos no sol uma bacia com água e após algumas horas os alunos poderão observar que a água se evapora e muda de temperatura; através desse experimento simples os alunos poderão constatar que o Sol atua como fonte natural de energia capaz de mudar as condições iniciais da água. Após essa experiência os alunos deverão ser orientados a pesquisar as reações químicas que ocorrem no Sol que faz com que ele transmita energia para a Terra, o ciclo biogeoquímico da água e as mudanças físicas de temperatura, pesquisa essa que deverá ser feita em livros, Internet, jornais, etc. Em seguida, para uma melhor fixação de conteúdo, eles farão cartazes sobre o ciclo da água na natureza; também utilizarão sucatas para a construção de uma pequena roda d’água, colocando-a sob a torneira, para, assim observar a força hidráulica. O experimento deverá culminar com a construção coletiva de uma maquete de usina hidroelétrica com linhas de transmissão, subestações, transformadores, postes e fios chegando às residências, fábricas e lojas.
O objetivo final dessa atividade deverá ser o estudo das usinas hidroelétricas, onde a água é a fonte de energia usada em nosso dia-a-dia e o impacto ambiental que essas usinas trazem para a região onde elas se localizam, enfocando a importância de uma maior conscientização da conservação da energia pelas pessoas, bem como o uso de outras fontes de energia , por exemplo, a energia solar, eólica, termoelétrica entre outras fontes de energia.
Bibliografia:
GEPEC – Grupo de pesquisas em Educação Química
Interações e transformações: química para o segundo grau. São Paulo, Editora da Universidade de São Paulo, 1993, p137-308
ENERGIA: Recurso da vida. Programa de Educação Ambiental “A natureza da paisagem “. Projeto de : Marcos Didonet. Realização: ELETROBRÁS, PROCEL, CIMA. Rio de Janeiro, 1996.
Branco, Samuel Murgel, 1930-
Energia e meio ambiente / Samuel Murgel Branco.
São Paulo: Moderna, 1990. (Coleção polêmica)
Componentes do grupo:
Ângela Maria Pauli
Arlete Aparecida Zucolin
Maria Lúcia Jerep
Maristela Andréa Romagnoli Santos Freire
Marcos Antonio Piza
Osmar Palmieri
Vera Lucia Bertozo Silva
Wanderley Antonio Gonçalves
http://wwwp.fc.unesp.br/~lavarda/procie/dez14/marcos/index.htm
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