Espaço Energia


O Que é a Energia?


Um pouco de história...

A história da humanidade confunde-se com a história da energia, uma vez que a primeira forma de energia utilizada pelo homem foi a do seu próprio corpo na luta pela sobrevivência num mundo onde somente os fortes sobreviviam.

A história da energia começa na pré-história quando os homens das cavernas descobriram as utilidades do fogo para a sua alimentação e protecção. Inicialmente, quando um raio incendiava a vegetação, o homem apanhava as madeiras em chamas e levava-as consigo, tentado prolongar o mais possível o período de tempo em que estas se mantinham acesas, já que ainda desconheciam a forma de fazer o fogo.

Com a descoberta do homem pré-histórico de como fazer fogo, com o atrito de pedras e madeiras, onde as fagulhas incendiavam a palha seca, começou então o domínio do homem sobre a produção de energia em seu benefício, como cozer os alimentos, aquecer as noites frias, iluminar e afastar os animais e outros grupos inimigos. Mais tarde ele usaria o fogo para fundir os minerais e forjar as armas e ferramentas de trabalho, assim como utilizar o fogo para dar resistência às peças cerâmicas que produziam.

Outra fase marcante na história da energia corresponde ao momento em que o homem passou a utilizar a energia dos animais que domesticava, para realizar os trabalhos mais pesados, como arar a terra e transportar cargas.

A energia dos ventos teve papel primordial no desenvolvimento da humanidade, uma vez que tornou possível aos navegadores europeus fazerem grandes descobertas, aventurando-se nas suas caravelas movidas pela força dos ventos para navegarem pelos mares, descobrindo e colonizando novos continentes. A energia dos ventos também teve grande importância na transformação dos produtos primários através dos moinhos de vento que foram um dos primeiros processos industriais desenvolvidos pelo homem.

Porém o grande marco da utilização da energia pelo homem teve lugar durante o século XVIII, com a invenção da Máquina a Vapor, que deu início à era da Revolução Industrial na Europa, marcando definitivamente o uso e a importância da energia nos tempos modernos. As invenções da Locomotiva e dos teares mecânicos foram umas das primeiras aplicações para o uso da energia das máquinas a vapor, em seguida vieram muitas outras como os navios movidos a vapor que contribuíram significativamente para o desenvolvimento do comércio mundial.

Na 2ª metade do século XIX inicia-se a utilização das novas fontes de energia – petróleo e electricidade – que seriam as responsáveis pelo grande salto no desenvolvimento da humanidade. Actualmente, e em virtude das mudanças operadas, o homem alcançou feitos imensuráveis (como por ex. ultrapassar as fronteiras do espaço), e pode ambicionar alcançar muito mais.

A Energia é...

…um recurso imprescindível para que possa existir vida no nosso planeta. Precisamos da energia para nos movermos, para comunicarmos, para assegurar a iluminação e o conforto térmico nas nossas casas, etc.

Qualquer acção que implique, por exemplo, movimento, uma variação de temperatura ou a transmissão de ondas, pressupõe a presença da energia. Pelo que, podemos defini-la como uma propriedade de todo o corpo ou sistema, graças à qual, a sua situação ou estado podem ser alterados ou, em alternativa, podem actuar sobre outros corpos ou sistemas desencadeando nestes últimos processos de transformação. Esta propriedade manifesta-se de modos diferentes, ou seja, através das diferentes formas de energia que conhecemos (ex. química, nuclear, mecânica, térmica, etc):

Energia Térmica

Quando falamos em energia, uma das primeiras manifestações que nos ocorre é o calor, ou seja, a energia térmica. Esta manifesta-se sempre que existe uma diferença de temperatura entre dois corpos. Neste caso, a energia transmite-se sempre do corpo que tiver a temperatura mais alta para aquele ou aqueles que a têm mais baixa (por ex. quando acendemos o esquentador para aquecer a água do banho).

Energia Mecânica

Manifesta-se pela transmissão de movimento a um corpo. Quando pedalamos numa bicicleta estamos a conferir energia mecânica às rodas, fazendo com que estas se movimentem. Outros exemplos são a energia hídrica, proveniente da água dos rios, e a eólica, proveniente do vento: quando a água acciona as turbinas e o vento faz girar um aerogerador. Geralmente, são posteriormente transformadas em energia eléctrica.

Energia Eléctrica

A matéria que constitui os corpos é constituída por partículas, denominadas átomos. Estes, por sua vez, são compostos por partículas ainda mais pequenas, os protões e os neutrões, que formam o núcleo e ainda os electrões, que circulam à volta daquele. Consoante a sua natureza, um átomo pode ganhar ou perder electrões para outros átomos. Este movimento implica a transferência de uma determinada quantidade de energia, a qual se designa por energia eléctrica. O fluxo de electrões propriamente dito é a corrente eléctrica. Quanto mais electrões se movimentarem no mesmo espaço, maior a intensidade da corrente. Alguns materiais transferem os electrões com maior facilidade do que outros (isto é, materiais condutores e não – condutores).

Energia Radiante

Nem sempre reconhecida como uma forma de energia, manifesta-se sob a forma de luz, ou melhor, de radiação, e transmite-se através de ondas electromagnéticas (por ex. a energia proveniente do sol). O calor proveniente de uma lareira, muitas vezes associado apenas à energia térmica, também é um bom exemplo já que as chamas da lareira transmitem radiação, que origina o calor que sentimos. Podemos também encontrar energia radiante nos objectos que usamos no nosso dia-a-dia (por ex. as microondas, as ondas de televisão, de rádio, etc.). A principal diferença, relativamente à energia térmica, mecânica e eléctrica, é que não é necessário um meio para concretizar a sua transferência, uma vez que a energia radiante se propaga no vazio.

Energia Química

As ligações moleculares comportam uma determinada quantidade de energia, variável com a natureza dos átomos envolvidos, a que se dá o nome de energia química. Os exemplos mais correntes da exploração deste tipo de energia são as pilhas e as baterias. No entanto, importa salientar que a energia química dá origem à vida e permite o desenvolvimento dos seres vivos. De facto, a contribuição dos alimentos que ingerimos para o crescimento das células e para os movimentos que fazemos passa por reacções químicas que libertam energia. A fotossíntese é outro exemplo, já que permite às plantas armazenar a energia absorvida da radiação solar em moléculas, como a glucose, que serão posteriormente utilizadas nos processos de respiração e crescimento.

Energia Nuclear

É a energia libertada durante a fusão ou fissão do núcleo atómico. A quantidade de energia que pode ser obtida através destes processos excede largamente aquela que pode ser obtida através de processos químicos que envolvem apenas as regiões externas dos núcleos, ou seja, envolvem apenas as ligações intermoleculares e não as intramoleculares.

Na fissão, um átomo de um elemento é dividido, produzindo dois átomos de menores dimensões de elementos diferentes. Enquanto que na fusão, dois átomos de pequenas dimensões combinam-se originando um átomo de maiores dimensões, constituindo um elemento diferente.

Em ambos os processos, a massa dos produtos (elementos finais) é inferior à massa dos elementos iniciais, sendo a diferença convertida em energia.

A fissão de 1 kg de urânio 235 liberta uma média de 2,5 neutrões por cada núcleo dividido. Por sua vez, estes neutrões vão rapidamente causar a fissão de mais átomos, que irão libertar mais neutrões e assim sucessivamente, iniciando uma auto-sustentada série de fissões nucleares, que se dá o nome de reacção em cadeia, que resulta na libertação contínua de energia.

O potencial, quer da fissão, quer da fusão, é tão grande que da reacção espontânea deste mesmo 1 kg de material, resulta a devastadora explosão de energia de uma bomba atómica.

O ritmo de desintegração é mais rápido quando há uma grande quantidade de material presente, e o tempo que metade do material leva a desintegrar-se radioactivamente é conhecido por “meia-vida”. Metade do restante material desintegrar-se-á durante outra “meia-vida”, 50% do restante noutra “meia-vida” e assim sucessivamente.

Os materiais intensamente radioactivos tendem a ter “meias-vidas” curtas, enquanto que os menos radioactivos podem ter “meias-vidas” de milhares de anos.

Nos reactores nucleares e durante ensaios com armas nucleares são produzidos materiais de “meia-vida” curta, ou seja, fortemente radioactivos.

A radioactividade é medida pela frequência à qual as desintegrações radioactivas têm lugar na substância. As unidades que a expressam são Curie (c), rad, Gray (Gy), Sievert (Sv) e Becquerel (Bq).

Preservar o ambiente: Um objectivo que depende de todos

O homem é o ser vivo que mais interfere com o meio que o rodeia, adaptando-o às suas necessidades, e assenta a sua economia na gestão dos recursos energéticos. O aproveitamento que o homem faz da energia comporta um impacto significativo no meio que o rodeia. A construção de um pequeno açude ou de uma grande represa; de um moinho de vento ou de um parque eólico; implica sempre uma transformação do meio e um significativo impacto ambiental.

O actual modelo energético, baseado na queima de combustíveis fósseis e na energia nuclear, é insustentável. Este sistema baseado nas energias não renováveis acarreta uma série de problemas de difícil resolução: a contaminação ambiental; a dependência do exterior por parte dos países não produtores de energias fósseis; o esgotar, num período relativamente curto, das reservas mundiais de petróleo, carvão e gás natural, ou ainda a produção de resíduos radioactivos e a possibilidade de acidentes nucleares.

A sociedade actual utiliza a energia como se não existissem limites. Neste sentido, um dos maiores problemas ambientais que o planeta enfrenta são as alterações climáticas. O primeiro passo dado pela comunidade internacional consistiu em assumir um compromisso de redução das emissões de gases com efeito de estufa através da rectificação do Protocolo de Quioto.

Mas apesar da sua importância, o cumprimento do Protocolo de Quioto não é obviamente a solução que porá fim a todos os problemas: refira-se que ¾ das emissões de CO2, enviadas para a atmosfera, são devidas à queima de combustíveis fósseis. Assim, uma alternativa ao modelo actual consiste em promover o uso das energias renováveis e, obviamente, pressupõe que se abandonem hábitos de consumo incorrectos, privilegiando a eficiência energética e a utilização racional da energia.

Os nossos hábitos diários, no que se refere ao consumo da energia, reflectem-se directa ou indirectamente no meio que nos rodeia (esgotar os recursos; incrementar a produção de resíduos, etc.). É importante que tenhamos consciência deste facto e que urgentemente adquiramos hábitos mais amigos do ambiente.