INTRODUÇÃO
A energia é fundamental para praticamente todas as atividades do mundo contemporâneo. Porem deve-se levar em consideração os impactos ao meio ambiente causados por sua produção e seu uso. Se as restrições ambientais forem muito rígidas, o desenvolvimento do país é prejudicado, porém, se não se imporem e não forem respeitadas, podem causar destruições irreversíveis para o Estado e também para o planeta Terra.
O homem energético
Antigamente, não havia luz. Com o tempo, surgiram os lampiões a gás e a gasolina que serviam para iluminar as casas da época. O lampião Petromarx, por exemplo, era a gasolina e produzia uma luz branca muito intensa devido a uma rede de titânio que envolvia a chama.
Anos atrás, também não havia as maquinas que substituem todo o esforço físico, como lavadeiras e liquidificadores. Naqueles tempos, as pessoas dormiam cedo, por volta das 9 horas, porque não havia o que fazer a noite, já que não havia eletricidade, só iluminação a base de vela e de lampiões, a qual é muito fraca, de pouca intensidade.
A energia elétrica começou a ser produzida no Brasil no século XIX com a criação de uma usina térmica e uma usina hidrelétrica. O gás de iluminação era produzido junto com o aquecimento de caldeiras na queima de carvão e com isso, funcionários públicos acendiam os postes de iluminação das cidades. Por isso ficaram conhecidos como “os acendedores de lampiões”.
Sem energia não há civilização, não há desenvolvimento. Essa energia começou a ser produzida, com mais intensidade, a partir da revolução industrial, que teve inicio por causa das imensas minas inglesas de carvão que possibilitaram o emprego de bombas a vapor para extrair água dali. Era a chamada “energia do vapor”. Quando o domínio dela já era completo, surgiu a energia elétrica, a mais famosa e mais comum hoje em dia, que atua nas lâmpadas, por exemplo, com a produção de luz. Logo depois, veio a energia do petróleo, que permitiu a fabricação de automóveis movidos a gasolina. Essa revolução continua ocorrendo até os dias de hoje. Uma matriz energética nova é a do núcleo atômico, ou seja, a energia nuclear.
Com esse controle sobre as energias, o homem passou a ter o poder de construir e, conseqüentemente, destruir o planeta devido ao uso, muitas vezes, exagerado e errado das matérias primas que, em sua maioria, são finitas, gerando desequilíbrios ambientas muito graves. A revolução industrial transformou o homem em uma nova espécie: o homem energético.
O homem energético é dependente da energia assim como os homens das cavernas eram dependentes de seus braços.
Desenvolvimento não é sinônimo de uso de energia. A quantidade de energia usada pode ser usada como um parâmetro para se analisar o nível de desenvolvimento de um país. É um absurdo dizer que um país desenvolvido, necessariamente, usa mais energia que um país em desenvolvimento.
A energia é essencial para o desenvolvimento de certo país, mas ela não poderá interferir nas características próprias do ambiente e da natureza dessa nação.
As fontes de energia na natureza
De toda a energia que o Sol “exala”, apenas uma pequena parte atinge Terra. Essa pequena parte é equivalente a, apenas, 30 mil vezes toda a energia produzida no mundo. O Sol produz energia nas formas de luz e calor e ela é produzida a partir de alterações ocorridas no núcleo atômico do astro. A mais importante dessas alterações é a transformação de átomos de hidrogênio em átomos de Helio. Quando ela acontece, liberam-se espantosas quantidades de energia. Essa descoberta, até hoje, só foi usada para fins destrutíveis: a “bomba H”, ou bomba de hidrogênio.
A dificuldade em manter o uso dessa fonte de energia se deve ao fato de que ela só ocorre a temperaturas muito elevadas, alcançadas devido a uma explosão de uma bomba de urânio, que produz a temperatura necessária. Ainda não se descobriu outra forma de se alcançar a temperatura desejada para a realização da reação.
A energia solar é a principal responsável pelos fenômenos meteorológicos que ocorrem no planeta. Os ventos, por exemplos, são causados por diferenças de temperaturas que ocorrem continuamente em toda a Terra. A direção dos ventos pode mudar devido ao movimento de rotação do planeta e as características geográficas locais. Se não fosse pela energia solar e pelas coisas que ela faz com que aconteçam na Terra, viveríamos em um mundo com uma aparência inerte: sem ventos, correntes marinhas e ondas do mar.
Todo movimento de água no planeta depende da energia solar. As chuvas provem da evaporação da água, causada pela água. Com elas, pode ocorrer de o relevo da área mudar, passando a ter um desnível que antes não havia ali, o que é chamado de erosão. As regiões com neve são a mesma coisa, mas, por ter temperaturas mais frias, a chuva é “congelada”, formando os flocos de neve. Com a chuva, é possível que se formem rios e lagos, que, por sua vez, podem mover moinhos, gerando energia mecânica. Tudo isso tem como fonte de energia primaria o calor do Sol.
Porem, nem todas as energias presentes no nosso cotidiano provem do Sol. Os vulcões e os gêiseres, por exemplo, são manifestações de energias do interior do planeta. A Terra pode ser vista como uma cebola com três camadas: crosta, manto e núcleo. A primeira é a qual vivemos e tem aproximadamente 35 km de espessura e é totalmente rochosa; o manto é constituído por rochas do tipo basalto, atapeta o fundo dos oceanos e apresenta movimentos conhecidos como “convecção”, que causa o contínuo deslocamento das placas tectônicas e dos continentes. Com os movimentos, pode ocorrer o aparecimento de cordilheiras como a dos Andes. Entre ele e a crosta se encontra a “astenosfera” que é uma camada de rochas em estado liquido, que forma a lava dos vulcões. Já o núcleo tem uma parte solida e outra liquida e nele predominam os metais níquel e ferro. Acredita-se que essa energia “produzida” no interior da Terra seja de natureza atômica.
A atração da Lua e do Sol sobre a Terra se exerce sobre cada grão de areia. Por atração da Lua, há a formação das marés. Devido a rotação do planeta, sempre a água do mar que fica “mais próxima da Lua”, estará elevada, formando a maré alta, enquanto a que está do outro lado do satélite, mais distante, formará a maré baixa. Isso também ocorre com o solo, mas é tão baixa a sua elevação que é imperceptível. Quando a Lua e o Sol se alinham, as marés ficam maiores e recebem o nome de marés de sizígia. Já quando os astros ficam perpendiculares entre si, um acaba “atrapalhando” o outro, o que faz com que as marés fiquem mais baixas e recebam o nome de marés de quadratura.
Todos os corpos são formados por moléculas, que são constituídas por átomos. Para que os átomos permaneçam unidos, é necessário que existam forças de atração entre eles, de natureza elétrica ou semelhante às forças de gravidade. Essa força de atração ocorre devido à energia química de cada átomo. São essas energias químicas que os mantém ligados entre si, formando a molécula. Quanto maior for a molécula, maior será a energia química necessária para manter essa estrutura. Os compostos orgânicos têm moléculas enormes, logo, contem grandes reservas de energia e é por isso que todos os seres vivos são formados destes compostos.
Há quantidades de energia muito maiores contidas na matéria. São as energias do átomo, que permitem manter a coesão da partícula atômica e o equilíbrio entre suas massas e cargas positivas e negativas. A quebra dessas estruturas libera muita energia, que pode ser em forma explosiva, como as bombas de urânio, ou em forma controlada, como nas usinas termonucleares, por fissão.
Como a natureza utiliza a energia
As condições da Terra permitiram com que nela se formasse um complexo sistema, conhecido por ecossistema, no qual inúmeras atividades e elementos encontram-se relacionados. O sistema possui captadores especiais de energia solar (clorofila de plantas), bactérias que armazenam energia química (moléculas orgânicas), sistemas que transformam essa energia em energia mecânica (células musculares) e maquinas que usam essa energia para movimentar-se (aves), na geração de eletricidade (enguias), de luz (vaga-lumes) e calor (mamíferos).
Sem energia, não há vida, logo, todos os seres vivos possuem certa energia em sua composição. Eles são divididos em dois grupos: os que utilizam energia de outras fontes (plantas verdes, com a clorofila) e os que só conseguem obtê-las a partir de fontes químicas, pelo desdobramento de moléculas. Os integrantes desse segundo grupo são denominados heterótrofos ou miotróficos e usam a energia armazenada em moléculas minerais existentes no solo. Porem, todos os seres vivos precisam de energia para viver, os que não a “produzem”, são obrigados a comer outros animais ou plantas para que a energia destes seja consumida.
A atividade fotossintética já foi muito mais presente na Terra do que é hoje. Isso porque, antigamente, o clima era mais úmido e mais quente, o que favorecia a atividade vegetal. Com as mudanças, os grandes mares desapareceram, dando lugar a ambientes lamacentos. Sem a possibilidade de decomporem-se por ação biológica, os compostos orgânicos passaram a alterar seu caráter químico, mas sem perder suas características de moléculas orgânicas. As fontes de energia mais utilizadas hoje provem dessa mudança, como o petróleo e o carvão fóssil.
A maior parte da vida da Terra depende da energia Solar, e isso vale também para a vida marinha. Mas também há bactérias que vivem devido a outra fonte de energia, são as bactérias quimiotroficas que vivem nas regiões mais profundas do oceano, nas dorsas oceânicas, que são as fendas entre as placas tectonicas. Dessas fendas, sai certa quantidade de energia vinda do manto da Terra e é essa energia que dá vida às bactérias que vivem nas extremas profundidades. Essas bactérias formam uma matéria orgânica, que é consumida por crustáceos, que são consumidos por outros animais marinhos, formando uma cadeia alimentar particular da vida no oceano que tem a Riftia como um de seus integrantes, que é um verme de 2 metros de comprimento.
As fontes de energia primárias mais utilizadas pelos seres vivos são a luz e as diversas formas de energia química. Outras usadas regularmente são: o calor, que age como ativador dos processos metabólicos, ou seja, aumenta o metabolismo geral e a velocidade das reações. Outra bastante utilizada é o vento, que faz com que aves poupem as suas próprias energias, usando as correntes de vento para planar.
Cada forma de energia pode ser convertida em outra. Os seres vivos são capazes de eralizar essas conversões, mas sempre a partir da energia luminosa ou química mas nunca conseguem converter energia térmica em química, ou mesmo mecânica. Isso ocorre porque a térmica é geralmente a ultima forma de energia resultante da conversão de outras. Sempre que se usa uma energia para trabalho, parte dela vira calor e não pode ser mais usada, o que justifica o fato de não existirem maquinas com 100% de rendimento.
Muitos seres vivos convertem energia química em calor. Os de sangue quente, para manter a temperatura do corpo constante, e os de sangue frio, como a abelha, por exemplo, para aquecer a colméia com a energia produzida com as vibrações do bater de suas asas. Há também a conversão de energia química em luz, que é o caso dos vaga-lumes; a luminosidade é resultado de uma reação entre as substancias luciferases e luciferinas. Também existe a produção de energia elétrica, onde pequenas tensões dessa energia são emitidas pelo cérebro e medidas por um eletroencefalograma, dando-nos informações sobre o órgão do animal. Porem, a energia elétrica em animais também pode ser vista em enguias e poraquês, que produzem descargas elétricas para se defender ou atacar a preza.
A busca de fontes alternativas de energia pelo ser humano
Com a barreira imposta pelo limite de fontes de energia não-renováveis foi necessário que o homem buscasse novas matrizes para sustentar seu progresso e suprir as necessidades do, cada vez mais desenvolvido, sistema capitalista globalizado. A procura de fontes alternativas de energia é tão importante para a manutenção dos meios de produção e da própria vida que hoje engloba as mais altas tecnologias e os maiores usos de combustíveis para nossas utilidades.
Uma energia da qual o homem vem se aproveitando a algum tempo é a eólica. Essa trata-se basicamente do aproveitamento dos ventos – ou correntes de ar – pelos moinhos que são turbinas gigantescas que transformam essa energia potencial mecânica em energia elétrica. O maior problema dessa energia é que ela não é necessariamente contínua. Entretanto é uma fonte renovável de energia e extremamente limpa, pois não tem como produto gases poluentes.
Rodas hídricas e turbinas hidrelétricas são as máquinas responsáveis por tornarem a energia potencial das águas em energia elétrica. As quedas d’água são capazes de fornecerem energia suficiente a ser armazenadas e distribuídas, abastecendo casas e até mesmo cidades inteiras. Esse recurso é o mais utilizado no Brasil devido a sua imensa rede hidrográfica e relevos que propiciam a utilização de usinas hidrelétricas para sustentar muitas cidades do país. Além disso é uma fonte limpa, renovável e que não causa danos ambientais em relação a atmosfera.
A energia de biomassa nada mais é do o reaproveitamento de resíduos orgânicos, que normalmente não teriam outro destino senão os famosos lixões. Dessa matéria é retirada a energia que pode ser armazenada e utilizada para diversas funções.
Máquinas a vapor são antigos conhecidos do homem. Desde o começo da Revolução já se utilizavam esses aparelhos que transformam energia térmica em eletricidade. Como o nome já diz, o vapor causado pela queima de combustíveis faz funcionar a mecânica do maquinário e a partir de então gera-se a energia elétrica. É um processo não-renovável e pode causar danos ao meio ambiente, lançando gases ofensivos para atmosfera.
Em busca de outras alternativas, o homem ainda encontrou a energia nuclear. Trata-se do aproveitamento da fissão que ocorre entre moléculas, o que pode gerar uma reação em cadeia e assim provocar a produção de energia elétrica. O Brasil possui duas usinas localizadas em Angra dos Reis, e outra em construção. Caracteriza-se por ser uma fonte perigosa, uma vez que é produzido uma grande quantidade de resíduos radioativos, o que podem causar danos a saúde pública em geral.
Uma fonte considerada recente de energia é a produzida pela captação dos raios solares. A energia solar é perfeitamente limpa, não causa quaisquer danos a sociedade a princípio e é uma fonte realmente renovável. Não é muito estável, pois não é sempre que o dia está ensolarado, porém pode-se armazenar a energia produzida para uma futura utilização dessa. O aparelhamento ainda é caro, no entanto com o passar do tempo essas células fotovoltaicas que captam a energia proveniente do sol tornam-se acessíveis e presentes nas residências particulares e em ambientes públicos como praças e escolas.
Uma das energias mais renováveis e que possuem certa estabilidade é a das ondas do mar. É através da movimentação das correntes marítimas que a energia potencial é transformada em elétrica para o uso dessa, e então não lançar nenhum tipo de poluente para o ar. Outro nome dado a essa fonte é energia das marés.
O hidrogênio combinado ao oxigênio pode gerar uma energia completamente limpa, porque seu subproduto principal é a água. Pode ser uma boa solução para a humanidade, considerando que é também renovável e trata-se da única combustão não-poluidora. Deve-se levar em conta que contém altos riscos de explosão, pois envolve o gás hidrogênio – muito inflamável e além disso é um processo demasiadamente caro.
Combustíveis e meio ambiente: origem dos conflitos
A revolução industrial se deve principalmente à descoberta de que o calor liberado na queima de carvão podia ser aproveitado para gerar movimento. Esse foi o combustível das industrias no passado, porém ainda hoje nos deparamos com grande parte da energia utilizada no mundo sendo produzida através de combustíveis fósseis. O consumo de energia que temos hoje necessita de uma produção ininterrupta que só é possível por a armazenar, já que toda fonte de energia se esgota. Os combustíveis fósseis, que provém de um ciclo orgânico e que demora milhares de anos para serem formados, representam uma parcela ínfima da energia disponível em nosso planeta e cerca de 80% da energia utilizada. Então essa desproporcionalidade está colocando o ser humano dependente dessa fonte de energia.
Além de não-renovável, o combustível fóssil em sua combustão libera gás carbônico, monóxido de carbono e fuligem(carbono). O gás carbônico a mais liberado na atmosfera desequilira a proporção da composição atmosférica e traz mudanças drásticas ao nosso planeta mudando o ciclo biológico de produção e liberação de CO² e O², e causando um possível aumento da temperatura terrestre, o chamado efeito estufa.
O efeito estufa consiste no aumento de temperatura do nosso planeta decorrente da maior absorção da radiação solar pelo CO². Ao aumentar a temperatura do planeta todo, o alteramos por completo, geleiras serão derretidas causando a inundação de vastas áreas, espécies entrarão em extinção e tudo se transformará. Além do gás carbônico existe também o monóxido de carbono, óxido de enxofre e óxido de nitrogênio, que podem causar graves problemas na saúde dos seres humanos e outros animais. O enxofre além de nocivo à saúde humana pode causar um fenômeno chamado de chuva ácida, que faz com que a chuva adquira um caráter ácido e cause a corrozão de vários materias e mortes de plantas. Além de todos esses problemas causados pela combustão desses combustíveis existe a poluição causada quando eles são mal transportados, causando vazamentos que poluem gravemente o meio ambiente, como derramamento de petróleo no mar ou vazamento de gás natural de um caminhão tanque.
Os combustíveis renováveis poderiam ser uma solução para os problemas causados pelos combustíveis fósseis, pois além de cumprir com a meta de produzir energia é mais limpo(se usada uma tecnologia adequada a este cmbustível), já que a sua produção envolve a plantação de plantas que farão a fotossíntese e ajudará na diminuição do nível de CO² da atmosfera.
Problemas com o uso da energia da água e do átomo
Usar a força da água em benefício do homem é uma técnica bem antiga que o ser humano tem cada vez mais aperfeiçoado. Civilizações antigas usavam a corrente dos rios para moer seus cereais e ajudar nas construções. Hoje existem as usinas hidrelétricas e as usinas nucleares, que consistem em usar a força da água para girar turbinas que com o movimento produzem energia, o resultado é o mesmo mas o caminho é diferente.
As hidrelétricas usam a força potencial que a água adquiriu pela gravidade para movimentar suas turbinas. Primeiro ocorre a construção de uma barragem em um rio caudaloso, assim uma área é inundada. Se a área inundada tiver uma vegetação, ela deve ser desmatada antes, pois além da poluição causada da decomposição da matéria orgânica a barragem pode ser danificada pela mudança de ph da água pelos ácidos liberados durante a decomposição. Ao desmatar a área inundada o ser humano previne a poluição, acidentes com a infraestrutura da usina e o desperdício da matéria orgânica decomposta. As hidrelétricas mudam também a velocidade dos rios, podendo causar confusão em alguns animais e prejudicando seu ciclo de vida. Se bem planejada, uma hidrelétrica pode amenizar os problemas que causa e ser uma forma de produzir “uma energia mais limpa”.
A energia nuclear conssiste na fissão de um átomo de urânio que gera uma reação em cadeia capaz de criar altas temperaturas, assim aquece a água que vira vapor e faz as turbinas se movimentarem, gerando energia. Porém materiais radioativos são extremamente perigosos e capazes de causar grandes estragos no ser humano e meio ambiente, por isso cuidado nunca é demais ao manipular essas substâncias. Uma usina nuclear custa caro, pois além do cuidado para usar o urânio sem causar uma explosão tem que se lidar com o material que sobra da fissão e não pode ser despejado na natureza. É uma energia cara, mas considerada limpa se está mãos cuidadosas.
Será realmente necessária tanta energia?
Com a crise energética de 70, dois caminhos se ofereceram à humanidade: recorrer a fontes de energia, de preferência renováveis, ainda não utilizadas ou descobrir meios de manter ou elevar a produtividade com menos gasto de energia. Um caminho alternativo que foi seguido pelos países desenvolvidos foi o de manter a produção com menos gastos de energia e de usar a energia de outros países, comprando-a.
O Brasil foi muito explorado devido a esse caminho alternativo, e um exemplo que comprova tal acontecimento é o complexo industrial de Cubatão, que durante bom tempo, teve toda a sua energia produzida vendida. As potencias monopolizavam as industrias dos países subdesenvolvidos e isso também causava um refreamento do desenvolvimento destes, uma vez que a expansão industrial seria competitiva com o interesse dos seus países de origem. É quando surge as multinacionais, onde os grandes capitais passam a transferir para os subdesenvolvidos seus parques industriais e induzindo o governo a construir sistemas de exploração energética em lugares inapropriados. No Brasil, tem-se o caso da usina de Tucuruí, no Rio Tocantins, que causou divida e destruição da floresta que havia na região.
O desperdício que se tem hoje em dia é enorme. Há o desperdício de deixar a torneira pingando e luzes acesas, mas também há o desperdício na forma da descartabilidade, onde as coisas são jogadas fora logo depois de um uso não muito prolongado.
A energia usada uma vez para a produção de trabalho ou movimento, dissipa-se na forma de calor, não podendo ser reutilizada.
A arquitetura de hoje é uma das principais causadoras do consumo exagerado de energia. Os edifícios de cimento, ferro e vidro concentram calor, gerando altas temperaturas, fazendo com que seja essencial que hajam ares condicionados ao longo de toda a construção. Estes aparelhos consomem quantidades de energias absurdas quando em funcionamento.
Apesar de consumirmos em exagero e desnecessariamente, já temos tecnologias de baixo consumo energético. A indústria automobilística, por exemplo, depois da crise energética de 1970, passou a investir muito no aperfeiçoamento dos motores, para que consumissem menos sem perda de sua potencia. Outro exemplo são as lâmpadas fluorescentes, que, ao contrario das incandescentes, produzem luz por ionização de um gás rarefeito e não por um aquecimento de um filamento, o que consome muito mais energia. Alem disso, as fluorescentes são mais duráveis por causa da fragilidade do filamento que é esquentado nas incandescentes.
Olhando para o futuro
Com a economia globalizada, passou-se a produzir muito mais energia do que realmente é necessário e a que “sobrava”, era exportada. A exportação em si não é ruim, mas o que é inadmissível é quando esta implica sacrifícios econômicos ou ambientas para se fazer realizar. Os potenciais de energia de nosso país são enormes, mas não podem ser totalmente explorados.
O científico Albert Ducroq prevê que, no futuro, com inovações, poderá ocorrer a redução de até dez vezes no consumo de energia. Uma tese criada por ele que ajudaria muito nessa redução, seria a implantação da arquitetura bioclimática, na qual haveria melhor orientação das correntes de ar no interior dos edifícios e isso acabaria com o uso de ar-condicionados que são grandes consumidores de energia.
Na busca de maneiras ecológicas de conseguir energia, deve-se perder a mania de gigantismo nas construções. Em ecologia, sabe-se que os efeitos ambientais de pequenos empreendimentos podem ser reparados, mesmo que sendo muitos, diferente de um grande empreendimento.
O Brasil, por estar em uma área de grande radiação solar durante todo o ano, deveria investir mais na captação desta, o que é desejado por especialistas. Ocorreriam implantações de torres solares em todo o território brasileiro, principalmente nas regiões semi-áridas, onde se tem muita luz solar, e essas placas captariam a energia que viria com a luz do astro. Esse tipo de energia não é prejudicial ao meio ambiente e tem um ótimo rendimento. Outro tipo de energia que deveria ser mais bem aproveitado no país é a energia dos ventos.
Os gastos energéticos brasileiros podem ser reduzidos ao mínimo se, em lugar de imitar o modo de vida e usar os tipos de construção e de equipamentos utilizados por países frios, passarmos a desenvolver tecnologias próprias, adaptadas a nosso meio e a nossos próprios costumes.
