A energia solar

Energia Solar

O sol sempre foi uma fonte de energia. Por exemplo, quando pomos as roupas a secar ao sol usamos o seu calor. As plantas usam a luz do sol para produzir comida e os animais alimentam-se delas. Por fim, tal como aprendemos anteriormente, a decomposição de animais e plantas durante milhões de anos dá origem ao carvão, petróleo e gás natural. Por isso, os combustíveis fósseis que actualmente dispomos começaram por ser luz solar á milhões de anos atrás.

Aquecimento solar da água

O sol também pode ser usado para aquecer água nas nossas casas e empresas.

O sistema de aquecimento da água através do sol começou-se a utilizar na Califórnia por volta de 1890. Nesta altura provou-se que este sistema era mais benéfico que o carvão ou a madeira queimada. O gás artificial feito a partir do carvão também era um bom combustível para aquecimento mas era muito caro e a electricidade ainda era mais cara. Por estas razões, naquela época muitos eram os lares que usavam o sistema solar para aquecer a água.

Em 1897, 30% das casas de Pasadena, cidade perto de Los Angeles, estavam equipadas com placas solares. Á medida que se fizeram progressos e melhorias os sistemas solares começaram a ser usados no Arizona, Florida e em muitos outros lugares dos Estados Unidos. Por volta de 1920, foram descobertos depósitos subterrâneos de gás natural e petróleo. Á medida que o seu preço se tornou acessível, os sistemas solares foram substituídos por combustíveis fósseis.

Actualmente as vendas das placas solares têm vindo a aumentar. Os sistemas solares aquecem as casas, as empresas e até piscinas.

A placa solar situa-se nos telhados das casas e prédios expostas ao sol. Este sistema aquece a água existente nos canos debaixo da placa solar (tal como se vê na figura).

O sol como produtor eléctrico

A energia solar também pode ser usada para produzir electricidade.

Alguns sistemas solares, como o que está na figura, usam um reflector alto e côncavo como uma parabólica para focar a luz do sol nos tubos; estes aquecem tanto que a água ferve. O vapor pode ser usado para girar uma turbina e produzir electricidade.

O problema do sistema solar eléctrico é que apenas funciona durante o dia, enquanto o sol aquece. Por isso, com o tempo nublado ou á noite não se gera energia eléctrica. Alguns sistemas são duplos, ou seja, durante o dia a água é aquecida pelo sol e á noite usa-se gás natural para a ferver; deste modo, continua-se a produzir electricidade.

Outro sistema solar de produção eléctrica é o que se vê na figura.

A luz do sol é reflectida em 1800 helióstatos - instrumento que conserva numa direcção constante um raio solar introduzido numa câmara escura. A luz reflectida para o centro da câmara aquece um fluído que pode ser usado para ferver a água girando a turbina e o gerador.

Este sistema experimental chama-se Solar II e está a ser reconstituído no deserto da Califórnia com novas tecnologias. Se este sistema resultar será capaz de abastecer 10000 casas.

Células solares

Também podemos transformar a luz do sol directamente em electricidade usando células solares.

As células solares também se chamam células fotovoltaicas e podem ser encontradas em pequenas aplicações como máquinas de calcular ou até em naves espaciais. Este sistema foi desenvolvido na década de 50 nos E.U.A. na construção dos satélites espaciais.

Quando a pequena célula solar fica exposta ao sol, os electrões (círculos vermelhos) libertam-se do seu núcleo deslocando-se. Eles movem-se para a superfície da placa solar (a azul escuro). As duas extremidades da célula solar estão ligadas por um fio condutor eléctrico; assim, o movimento dos electrões gera uma corrente eléctrica. A energia eléctrica da célula solar pode então ser usada directamente nas máquinas de calcular.

A energia solar também pode ser armazenada em baterias para alimentar os candeeiros da estrada á noite. Já existem algumas experiências com carros que usam as células solares para converter directamente a luz do sol em electricidade para fazer funcionar o carro.

Revisão da matéria dada

1. A luz do sol sempre foi uma fonte de energia para as plantas, animais e pessoas.
2. O calor do sol pode ser usado para aquecer água contida em tubagem própria nos nossos telhados.
3. A luz e calor solares também pode ser concentrada e focada em sistemas eléctricos solares que aquecem água ou outro fluído para produzir vapor. Este gira a turbina e produz electricidade.
4. Quando a luz do sol atinge as células solares cria-se directamente energia eléctrica.

O Biodiesel

Biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser obtido por diferentes processos tais como o craqueamento, a esterificação ou pela transesterificação. Pode ser produzido a partir de gorduras animais ou de óleos vegetais, existindo dezenas de espécies vegetais no Brasil que podem ser utilizadas, tais como mamona, dendê ( palma ), girassol, babaçu, amendoim, pinhão manso e soja, dentre outras.

O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclodiesel automotivos (de caminhões, tratores, camionetas, automóveis, etc) ou estacionários (geradores de eletricidade, calor, etc). Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções. A mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado B100.

Segundo a Lei nº 11.097, de 13 de janeiro de 2005, biodiesel é um “ biocombustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil”.

A transesterificação é processo mais utilizado atualmente para a produção de biodiesel. Consiste numa reação química dos óleos vegetais ou gorduras animais com o álcool comum (etanol) ou o metanol, estimulada por um catalisador, da qual também se extrai a glicerina, produto com aplicações diversas na indústria química.

Além da glicerina, a cadeia produtiva do biodiesel gera uma série de outros co-produtos (torta, farelo etc.) que podem agregar valor e se constituir em outras fontes de renda importantes para os produtores.

A definição de biodiesel, de consenso comum entre os pesquisadores é:

Biodiesel é um combustível renovável, biode-gradável e ecologicamente correto, constituído de uma mistura de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, obtidos por reação de transesterificação de qualquer triglicerídeo com um álcool de cadeia curta, metanol ou etanol, respectivamente.

ANP

A Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis-ANP tem a sua própria definição, que é a utilizada para todos os efeitos legais e de controle de Qualidade.

I – Biodiesel – B100: combustível composto de alqui-ésteres de ácidos graxos de cadeia longa, derivados de óleos vegetais ou de gorduras animais, conforme a especificação contida no Regulamento Técnico nº 4/2004, parte integrante desta Resolução;
II – Mistura óleo diesel/biodiesel – B2: combustível comercial, composto de 98%, em volume, de óleo diesel, conforme a especificação da ANP, e 2% em volume de Biodiesel, que deverá atender à especificação prevista pela Portaria ANP nº 310, de 27 de dezembro de 2001, e suas alterações;
III – Mistura autorizada óleo diesel / Biodiesel: combustível composto de Biodiesel e Óleo Diesel, em proporção definida quando da autorização concedida para testes e uso experimental, conforme previsto pela Portaria ANP nº 240, de 25 de agosto de 2003;

NBB

A definição americana do Biodiesel, aceita pelo National Biodiesel Board-NBB, através da especificação ASTM D6751/2002, item 3 (“Terminology”), estabelece:

“Biodiesel é um combustível composto de mono-alquil-éster de cadeia longa de ácidos graxos, derivado de óleos vegetais ou gorduras animais, designado B100. Biodiesel é tipicamente produzido através da reação de óleos vegetais ou gorduras animais com álcool, como metanol ou etanol, na presença de catalisadores, para se produzirem mono-alquil ésteres e glicerina, que é removida. O Biodiesel resultante é derivado, em 10% de sua massa, do álcool reagido. O álcool utilizado na reação poderá ser proveniente de fontes renováveis.”

O que não é biodiesel

— Qualquer óleo vegetal puro: soja, girassol, canola, mamona, palma, babaçu, algodão e outros.
— Óleo vegetal misturado ao diesel, seja em qualquer quantidade.
— Óleo vegetal misturado a qualquer outro combustível ou produto, sem seguir o método científico da transesterificação.

O que não é

Há também que ser ressaltado o que não é biodiesel. E isso, sem dúvida, é uma questão que tem deixado os pesquisadores de cabelo em pé quando ouvem por aí algumas definições nem sempre felizes. E o pior: a mídia é a maior vilã nesses casos, ouvindo e dando espaço para experiências que muitas vezes não tem o devido elo com a teoria básica da química, da engenharia e até da filosofia do biodiesel.

Cuidado: abastecer qualquer tipo de veículo com produto que não é biodiesel pode trazer danos graves ao componentes internos do motor. Sim, o sistema funciona, mas não há garantia quanto à sua durabilidade e prazo de vida útil.

Vantagens do Biodiesel no Brasil

Estratégicas

— Biodiesel é um sucedâneo do óleo diesel, principal combustível consumido pelo País (mais de 36 bilhões de litros em 2002.
— Pode gerar a substituição de um combustível fóssil (diesel) por um renovável (Biodiesel).
— A utilização do Biodiesel reduz a dependência externa do Brasil em relação ao seu combustível de maior consumo (cerca de 20% do óleo diesel consumido é importado diretamente como derivado).
— A utilização do Biodiesel pode viabilizar a distribuição de óleo diesel em regiões isoladas que possam produzí-lo.
— O Biodiesel pode fortalecer o agronegócio e promover o crescimento regional sustentado.

Vantagens econômicas e sociais

— O biodiesel é um combustível renovável, cujo processo produtivo gera um grande número de empregos na area rural.
— A redução das emissões com o uso do Biodiesel, principalmente nas grandes cidades, representa significativa melhora para a saúde pública.

Vantagens ambientais e energéticas

— A utilização do biodiesel representa ganho ambiental significativo, tanto no que se refere à redução das emissões, ao uso em motores ciclo diesel, quanto ao balanço de CO2 emitido na queima e absorvido pela biosfera.
— A utilização do biodiesel apresenta redução de emissões de CO2 , reduzindo o efeito Estufa: 1 tonelada de Biodiesel significa uma redução de 2,5 toneladas de CO2.
— A utilização do Biodiesel apresenta diluição de contaminantes quando usado em mistura com o óleo diesel, como por exemplo, o teor de enxofre.

Vantagens tecnológicas

— O biodiesel, misturado com o óleo diesel, tende a melhorar as características deste derivado de petróleo – aumenta a lubricidade (importante para o óleo diesel de baixo teor de enxofre), reduz o teor de enxofre, e eleva o número de cetano.