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Este blog tinha como objetivo, apenas de ser um complemento para alunos do ensino médio, no que refere as Ciência Humanas AGORA também estaremos postando aulas com assuntos das Ciências Natureza (Biologia, Química e Física).


06/10/2013

Energia e recursos renováveis: produção de energia hidráulica (limites e possibilidades)




Fala galera! Nesta aula de hoje vamos examinar a oferta e o consumo de energia por tipo de fonte em diferentes países e ressaltar a grande dependência em relação aos combustíveis fósseis. Serão mostradas, nesta aula, também, situações como a do Brasil, que conta hoje com uma das matriz energética mais equilibrada e diversificada do mundo.


Essas e outras questões nos levam a outras reflexões podem serem abordadas em questões de vestibulares e recorrentemente tem sido cobrado no ENEM. Nesta aula vamos tratar dessa relação entre água e energia levando em consideração o aspecto social da instalações dessas usinas no território nacional e suas implicações sociais e ambientais como também no que se refere ao setor econômico para o desenvolvimento do país.



1ª QUESTÃO (Enem) Considerando a riqueza dos recursos hídricos brasileiros, uma grave crise de água em nosso país poderia ser motivada por:
a) reduzida área de solos agricultáveis.
b) ausência de reservas de águas subterrâneas.
c) escassez de rios e de grandes bacias hidrográficas.
d) falta de tecnologia para retirar o sal da água do mar.
e) degradação dos mananciais e desperdício no consumo.

GEOGRAFALANDO COMENTA:
a) Falso – A redução de áreas agricultáveis não irá interferir na disponibilidade de água no país.
b) Falso – As águas subterrâneas não se esgotarão, pois elas são parte integrante do ciclo natural das águas.
c) Falso – As grandes bacias hidrográficas e os maiores rios não serão escassos, pois a quantidade de água existentes nesses cursos d’água é enorme. Pode haver a redução de seu volume.
d) Falso – O país possui muitas reservas de água doce, portanto, não há necessidade de desanilizar a água do mar.
e) Verdadeiro – Uma crise de água em território brasileiro pode ser desencadeada pela intensa degradação dos mananciais, diminuindo seu volume e comprometendo a sua qualidade. Outro aspecto que pode contribuir para esse fato é o desperdício, pois o uso exagerado e desnecessário desse recurso natural tem como consequência uma diminuição no volume dos cursos d’água.
 


De modo geral vamos examinar o uso da água para a produção de energia e avaliar seus limites e possibilidades, com destaque para a situação do Brasil, onde as usinas hidrelétricas são as responsáveis por mais de dois terços (2/3) da energia elétrica gerada no país. 




Objetivos da Aula:  



- Identificar a produção de energia a partir de usinas hidrelétricas no Brasil e no mundo, avaliando o potencial energético e a capacidade instalada em diferentes bacias hidrográficas.
- Avaliar limites e possibilidades e eventuais impactos socioambientais provocados pela instalação dos sistemas de geração de energia a partir de usinas hidrelétricas.
- Promover ações na escola e na comunidade que contribuam para preservar os recursos hídricos e evitar usos inadequados da energia disponível.


Conteúdos Água e energia: matriz energética; geração de energia a partir de usinas hidrelétricas no Brasil e no mundo; uso da água para geração de energia e impactos socioambientais


Áreas do conhecimento: Geografia, Ciências e História
 
Então vamos lá!!!


Você sabe de onde vem a energia elétrica que utilizamos todos os dias? Como é a composição da matriz energética nacional? 

No caso brasileiro, a maior parte da energia que consumimos provem da produção em hidrelétricas.  

Nesse quadro, qual é o papel da energia hidrelétrica? Por que, mesmo com a disponibilidade de recursos naturais no Brasil, são instituídos planos e aparecem recomendações para economizar energia?



(Enem) A falta de água doce no planeta será, possivelmente, um dos mais graves problemas deste século. Prevê-se que, nos próximos vinte anos, a quantidade de água doce disponível para cada habitante será drasticamente reduzida.
Por meio de seus diferentes usos e consumos, as atividades humanas interferem no ciclo da água, alterando:
a) a quantidade total, mas não a qualidade da água disponível no planeta.
b) a qualidade da água e sua quantidade disponível para o consumo das populações.
c) a qualidade da água disponível, apenas no subsolo terrestre.
d) apenas a disponibilidade de água superficial existente nos rios e lagos.
e) o regime de chuvas, mas não a quantidade de água disponível no Planeta.

GEOGRAFALANDO COMENTA:
a) Falso – As atividades humanas causam modificações na quantidade e, principalmente, na qualidade das águas, pois os efluentes gerados alteram drasticamente a composição das águas, causando a poluição hídrica. 
b) Verdadeiro – As atividades humanas alteram a quantidade da água através da grande utilização desse recurso, além dos desmatamentos, compactação e impermeabilização do solo que dificulta a infiltração de água, havendo uma redução de volume nos cursos d’água. A qualidade da água é afetada por meio dos esgotos gerados que são lançados nos cursos d’água sem o devido tratamento, essa atitude provoca a poluição hídrica. 
c) Falso – Compromete as águas subterrâneas, pois a água contaminada infiltra no solo e atinge o lençol freático. 
d) Falso – As atividades humanas causam alterações na composição química da água, e diminuem a quantidade de água no subsolo.
e) Falso – A quantidade e a qualidade são comprometidas, se há pouca chuva será refletido na quantidade de água dos cursos d’água.

O mapa e o gráfico abaixo nós faz refletir sobre duas  questões de ordem para entendermos a questão energética no mundo atual?  

- No caso do Brasil, como é a composição da matriz energética e qual o papel da energia produzida nas suas hidrelétricas? 
- Quais os benefícios e prejuízos da opção pela geração de energia em hidrelétricas?


Capacidade instalada em usinas hidrelétricas no mundo
Mapa sobre a capacidade instalada em usinas hidrelétricas no mundo.

     Fonte: The International Journal On 
Hydropower & Dams - IJHD.  
World Atlas & Industry Guide. 2000.



A energia das águas
Quantidade de energia gerada anualmente pela água, por região em 1999 (em milhões de toneladas do equivalente em petróleo)

A energia das águas

                                         Fonte: CLARKE, Robin; KING, Janet. O Atlas da Água. São Paulo: Publifolha, 2005, p. 43.




Pessoal a primeira coisa , que você precisa saber é que a matriz energética refere-se às fontes naturais ou energia primária que um determinado país, região ou localidade dispõe. É comum dizer que o conjunto das fontes de energia primária de um país é a sua matriz energética. A fonte de energia, por sua vez, inclui as fontes naturais de energia primária (a matriz) e as fontes artificiais de energia secundária. Esta última é a energia transformada pela ação humana por meio dos equipamentos e sistemas energéticos. Por exemplo, um rio é uma fonte de energia natural, portador de uma energia primária, a hidráulica. Já a usina hidrelétrica é uma fonte de energia artificial, que transforma energia hidráulica (primária) em eletricidade (secundária). O mesmo raciocínio se aplica ao caso do petróleo - energia primária - e da gasolina - energia secundária.

O que podemos analisar do mapa e do gráfico acima?


O gráfico "A Energia das Águas" o mapa "Capacidade instalada em usinas hidrelétricas no mundo" mostram que juntos, Brasil, Canadá, China, Estados Unidos e Rússia respondem por mais de 50% do total da quantidade de energia gerada anualmente pela água, por região em 1999 (em milhões de toneladas do equivalente em petróleo)



Podemos também observamos que alguns países apresentaram aumento na produção nos últimos anos, caso de nações africanas de zonas tropicais úmidas, como a República Democrática do Congo, Tanzânia, Moçambique e Zâmbia - além de vizinhos do Brasil, como Colômbia e Venezuela. 

Galera é bom observa também que no gráfico "A Energia das Águas" a quantidade de energia das águas gerada ainda é muito baixa em algumas regiões do planeta, o que mostra disparidades na capacidade instalada. Assim, a Europa e a América do Norte apresentam valores altos, enquanto regiões como a América Latina e a África ainda estão muito abaixo, comparado ao seu grande potencial.

No caso brasileiro, galera podemos verificar, de acordo com o gráfico abaixo sobre a evolução da participação das fontes de energia no Brasil, que a hidrelétrica responde hoje por cerca de 30% da oferta interna geral. Mas ela é também a principal responsável pelo fornecimento de energia elétrica do país, com índices acima de 90%. Informe ainda que os principais consumidores no mundo são os setores industrial e de transportes. Em nosso país, a indústria responde por cerca de 40% do consumo de energia.


De certo a hidreletricidade seja uma importante fonte renovável de energia. Afinal, a água usada para movimentar as turbinas da usina volta ao sistema natural. Portanto, não é consumida, como ocorre com seu uso para fins agrícolas, domésticos ou industriais. Diferentemente dos combustíveis fósseis, ela não produz gases de efeito estufa nem poluentes. Em regra, essa fonte tem mais aceitação do que, por exemplo, a energia nuclear - sempre há riscos de vazamento.

Brasil: Evolução das participação das fontes de energia - 1970-2006 (em tenp - toneladas equivalentes de petróleo)
Evolução das fontes de energia no Brasil


Fonte: Ministério das Minas e Energia. Empresa de Pesquisa Energética. 
Balanço Energético Nacional 2007: ano base 2006. Rio de Janeiro: EPE, 2007.


Observe que os dados da Agência Internacional de Energia apontam que o petróleo, combustível não-renovável e que provoca a emissão de gases-estufa, ainda responde por cerca de 50% do consumo mundial de energia, mais do que o dobro da articipação da energia hidrelétrica nesse quesito.

Quanto aos limites e possibilidades e eventuais impactos socioambientais provocados pela instalação dos sistemas de geração de energia a partir de usinas hidrelétricas?

Mostre que os reservatórios de água das usinas de grande porte provocam perda de água por evaporação, antes mesmo de ela ser utilizada de alguma forma. Tais reservatórios, que também servem ao controle de enchentes e produção de alimentos, causam outra perturbação, que é a remoção de populações, obrigadas a abandonar suas casas e áreas de cultivo e iniciar nova vida em reassentamentos. A implantação dos reservatórios provoca ainda alterações nos ecossistemas, desfazendo cadeias alimentares, criando obstáculos para a reprodução de espécies aquáticas e subtraindo habitats da fauna terrestre. Costumam ocorrer alterações também no nível dos lençóis freáticos. Em boa medida, o Brasil conheceu esses problemas com a criação de grandes unidades, como as de Itaipu e Tucuruí. A represa das Três Gargantas, na China, ao ser completada, em 2009, terá 640 quilômetros de comprimento e afetará direta ou indiretamente mais de 20 milhões de pessoas. Parte da represa afetará uma fértil planície.

Desse modo, as opções energéticas implicam discussão pública dos prejuízos e dos benefícios. Recomendações indicam também que os projetos de novas usinas hidrelétricas devem privilegiar as usinas de pequeno porte, que hoje já respondem por cerca de 40% do total da energia hidrelétrica gerada no mundo. O debate é um bom tema para uma dissertação dos alunos relacionando água e produção energética. Eles podem aproveitar a oportunidade e pesquisar o potencial de geração de energia e capacidade instalada nas diferentes bacias brasileiras. Encomende o trabalho e discuta os resultados com toda a turma.



EXERCÍCIOS PROPOSTOS:


1ª QUESTÃO: (Enem) Segundo uma organização mundial de estudos ambientais, em 2025, duas de cada três pessoas viverão situações de carência de água, caso não haja mudanças no padrão atual de consumo do produto.
Uma alternativa adequada e viável para prevenir a escassez, considerando-se a disponibilidade global, seria:

a) desenvolver processos de reutilização da água.
b) explorar leitos de água subterrânea.
c) ampliar a oferta de água, captando-a em outros rios.
d) captar águas pluviais.
e) importar água doce de outros estados.


GEOGRAFALANDO COMENTA:

a) Verdadeiro – Numa perspectiva global, a reutilização de água seria a alternativa mais adequada para prevenir a escassez desse recurso. Essa atitude aliada à redução do desperdício, eliminação da poluição dos cursos d’água e desenvolvimento de projetos para uma melhor distribuição de água, poderá proporcionar água de boa qualidade para grande parte da população.
b) Falso – Esse é um processo pode gerar custos elevados em determinadas regiões, sendo, portanto, inviável. Outro aspecto negativo dessa alternativa é que a retirada de água subterrânea em grandes quantidades desencadeia um desequilíbrio no ciclo natural da água.
c) Falso – Essa medida não prevenira a escassez de água, pois irá causar uma exploração exagerada em alguns cursos d’água.
d) Falso – A captação de águas pluviais (água da chuva) é uma boa alternativa no processo de preservação da água, no entanto, a questão solicita uma alternativa que possa ser estabelecida em âmbito global, e em algumas regiões essa medida não seria eficaz, pois existem lugares no planeta que apresentam índices pluviométricos baixíssimos.
e) Falso – Essa medida não contribuirá para a preservação da água do planeta, visto que irá gerar um fluxo de retirada de água muito grande de alguns rios.
 



2ª QUESTÃO:(Enem) A possível escassez de água é uma das maiores preocupações da atualidade, considerada por alguns especialistas como o desafio maior do novo século. No entanto, tão importante quanto aumentar a oferta é investir na preservação da qualidade e no reaproveitamento da água de que dispomos hoje.

A ação humana tem provocado algumas alterações quantitativas e qualitativas da água:

I. Contaminação de lençóis freáticos.
II. Diminuição da umidade do solo.
III. Enchentes e inundações.

Pode-se afirmar que as principais ações humanas associadas às alterações I, II e III são, respectivamente:

a) uso de fertilizantes e aterros sanitários / lançamento de gases poluentes / canalização
de córregos e rios.
b) lançamento de gases poluentes / lançamento de lixo nas ruas / construção de aterros sanitários.
c) uso de fertilizantes e aterros sanitários / desmatamento/impermeabilização do solo urbano.
d) lançamento de lixo nas ruas / uso de fertilizantes / construção de aterros sanitários.
e) construção de barragens / uso de fertilizantes / construção de aterros sanitários.

GEOGRAFALANDO COMENTA:
a) Falso – A utilização de fertilizantes e os aterros sanitários são grandes responsáveis pela contaminação do lençol freático (água subterrânea); no processo de canalização dos córregos e rios, há a retirada da mata ciliar, esse fato prejudica a infiltração da água no solo, tornado o local propício para inundações; No entanto, o lançamento de gases poluentes não altera a umidade do solo.
b) Falso – O lançamento de gases poluentes não contamina o lençol freático; o lixo depositado na rua não diminui a umidade do solo; a construção de aterros sanitários não influencia de forma significativa nas enchentes e inundações.
c) Verdadeiro – A utilização de fertilizantes e os aterros sanitários são grandes responsáveis pela contaminação do lençol freático (água subterrânea), pois os líquidos gerados por eles infiltram no solo, alterando a composição química da água subterrânea; o desmatamento está diretamente ligado à diminuição da umidade do solo, esse processo retira a mata que armazena água; as enchentes e inundações são causadas em decorrência da impermeabilização do solo, que impossibilita a infiltração da água no solo.
d) Falso – O lançamento de lixo nas ruas pode contaminar as águas subterrâneas através do líquido gerado por ele no processo de decomposição, podendo atingir o lençol freático; o uso de fertilizantes não altera a umidade do solo; os aterros sanitários não são os principais responsáveis pelas enchentes e inundações.
e) Falso – A construção de barragens não modifica de forma significativa os lençóis freáticos; o uso de fertilizantes não diminui a umidade do solo; os aterros sanitários não são os principais responsáveis pelas enchentes e inundações.



1. (Enem 2002) – Em usinas hidrelétricas, a queda d’água move turbinas que acionam geradores. Em usinas eólicas, os geradores são acionados por hélices movidas pelo vento. Na conversão direta solar-elétrica são células fotovoltaicas que produzem tensão elétrica. Além de todos produzirem eletricidade, esses processos têm em comum o fato de:
a) não provocarem impacto ambiental.
b) independerem de condições climáticas.
c) a energia gerada poder ser armazenada.
d) utilizarem fontes de energia renováveis.
e) dependerem das reservas de combustíveis fósseis.

2. (Enem 2011) – “Águas de março definem se falta luz este ano”. Esse foi o título de uma reportagem em jornal de circulação nacional, pouco antes do início do racionamento do consumo de energia elétrica, em 2001. No Brasil, a relação entre a produção de eletricidade e a utilização de recursos hídricos, estabelecida nessa manchete, se justifica porque:
a) a geração de eletricidade nas usinas hidrelétricas exige a manutenção de um dado fluxo de água nas barragens.
b) o sistema de tratamento da água e sua distribuição consomem grande quantidade de energia elétrica.
c) a geração de eletricidade nas usinas termelétricas utiliza grande volume de água para refrigeração.
d) o consumo de água e de energia elétrica utilizadas na indústria compete com o da agricultura.
e) é grande o uso de chuveiros elétricos, cuja operação implica abundante consumo de água.

3. (Enem 2007) – Qual das seguintes fontes de produção de energia é a mais recomendável para a diminuição dos gases causadores
do aquecimento global?
a) Óleo diesel.
b) Gasolina.
c) Carvão mineral.
d) Gás natural.
e) Vento.

4. (Enem 2009) – A economia moderna depende da disponibilidade de muita energia em diferentes formas, para funcionar e crescer. No Brasil, o consumo total de energia pelas indústrias cresceu mais de quatro vezes no periodo entre 1970 e 2005. Enquanto os investimentos em energias limpas e renováveis, como solar e eólica, ainda são incipientes, ao se avaliar a possibilidade de instalação de usinas geradoras de energia elétrica, diversos fatores devem ser levados em consideração, tais como os impactos causados ao ambiente e às populações locais. Ricardo. B. e Campanili, M. Almanaque Brasil Socioambiental. Instituto Socioambiental. São Paulo, 2007 (adaptado) Em uma situação hipotética, optou-se por construir uma usina hidrelétrica em região que abrange diversas quedas d’água em rios cercados por mata, alegando-se que causaria impacto ambiental muito menor que uma usina termelétrica. Entre os possíveis impactos da instalação de uma usina hidrelétrica nessa região, inclui-se:
a) a poluição da água por metais da usina.
b) a destruição do habitat de animais terrestres.
c) o aumento expressivo na liberação de CO2 para a atmosfera.
d) o consumo não renovável de toda água que passa pelas turbinas.
e) o aprofundamento no leito do rio, com a menor
deposição de resíduos no trecho de rio anterior à represa.

5. (Enem 2010) – Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado.

Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental?
a) Termelétrica, país é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração.
b) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia.
c) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população.
d) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local.
e) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída.

6. (Enem 2010)A usina hidrelétrica de Belo Monte será construída no rio Xingu, no município de Vitória de Xingu, no Pará. A usina será a terceira maior do mundo e a maior totalmente brasileira, com capacidade de 11,2 mil megawatts. Os índios do Xingu tomam a paisagem com seus cocares, arcos e flechas. Em Altamira, no Pará, agricultores fecharam estradas de uma região que será inundada pelas águas da usina.
BACOCCINA, D. QUEIROZ, G.: BORGES, R. Fim do leilão, começo da confusão. Istoé Dinheiro. Ano 13, n.o 655, 28 abri 2010 (adaptado).

Os impasses, resistências e desafios associados à construção da Usina Hidrelétrica de Belo Monte estão relacionados:
a) ao potencial hidrelétrico dos rios no norte e nordeste quando comparados às bacias hidrográficas das regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do país.
b) à necessidade de equilibrar e compatibilizar o investi mento no crescimento do país com os esforços para a conservação ambiental.
c) à grande quantidade de recursos disponíveis para as obras e à escassez dos recursos direcionados para o pagamento pela desapropriação das terras.
d) ao direito histórico dos indígenas à posse dessas terras e à ausência de reconhecimento desse direito por parte das empreiteiras.
e) ao aproveitamento da mão de obra especializada dispo – nível na região Norte e o interesse das construtoras na vinda de profissionais do Sudeste do país.

7. (Enem 2011) – Segundo dados do Balanço Energético Nacional de 2008, do Ministério das Minas e Energia, a matriz energética brasileira é composta por hidrelétrica (80%), termelétrica (19,9%) e eólica (0,1%). Nas termelétricas, esse percentual é dividido conforme o combustível usado, sendo: gás natural (6,6%), biomassa (5,3%), derivados de petróleo (3,3%), energia nuclear (3,1%) e carvão mineral (1,6%). Com a geração de eletricidade da biomassa, podese considerar que ocorre uma compensação do carbono liberado na queima do material vegetal pela absorção desse elemento no crescimento das plantas. Entretanto, estudos indicam que as emissões de metano (CH4) das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de CO2 das termelétricas.
MORET, A. S.; FERREIRA, I. A. As hidrelétricas do Rio Madeira e os impactos socioambientais da eletrificação no Brasil. Revista Ciência Hoje. V. 45, n.° 265, 2009 (adaptado). No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte:

a) limpa de energia, contribuindo para minimizar os efeitos deste fenômeno.
b) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta e os benefícios verificados.
c) limpa de energia, não afetando ou alterando os níveis dos gases do efeito estufa.
d) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta.
e) alternativa, tomando-se por referência a grande emissão de gases de efeito estufa das demais fontes geradoras.

RESPOSTAS:
1 – D; 2 – A; 3 – E; 4 – B; 5 – D; 6 – B; 7 – D.


- Para onde vai a energia produzida? 
- Quais setores mais demandam energia?

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