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Autor: ScientificMGroup | Publicado: 2010-09-19T21:43:00-03:00


Carros e energias alternativas



Gabriel Akira Sanda; 9º ano A, matriculado em 2003 no Colégio Marista Arquidiocesano de São Paulo, no Estado de São Paulo, e-mail:

Gabriel Jun Kim; 9º ano A, matriculado em 2003 no Colégio Marista Arquidiocesano de São Paulo, no Estado de São Paulo, e-mail:

Ivan Morato Leite Azzari; 9º ano A, matriculado em&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; no Colégio Marista Arquidiocesano de São Paulo, no Estado de São Paulo, e-mail:

Leonardo Miranda Lapa; 9º ano A, matriculado em 2001 no Colégio Marista Arquidiocesano de São Paulo, no Estado de São Paulo, e-mail: leo.lapa@terra.com.br

Matheus Pedroso Cardoso; 9º ano A, matriculado em 2010 no Colégio Marista Arquidiocesano de São Paulo, no Estado de São Paulo, e-mail:



Resumo:

O texto a seguir trata da poluição do ar e foca na queima de combustíveis fósseis tentando encontrar outras formas de energia para os automóveis, muito utilizados atualmente, apresentando formas de energia renováveis e que não poluirão o meio ambiente, e procura dentre as formas encontradas uma que possa ser utilizada no meio urbano atual.

Palavras chave: Energias renováveis. Hidrogênio. Energia eólica. Energia solar. Automóveis.

Abstract:

The following text deals with air pollution and focuses on burning fossil fuels trying to find other energy sources for cars, widely used today, with renewable forms of energy and not pollute the environment, and seeks out the forms found one that can be used in urban areas today.

Keywords: Renewable energy. Hydrogen. Wind energy. Solar energy. Cars.

Introdução:

Um dos maiores produtores de energias renováveis atualmente no mundo é Portugal, em que 45% de toda a sua energia deriva de fontes renováveis. Este ano(2010) é o ano escolhido pela ONU(Organização das Nações Unidas) para ser o ANO INTERNACIONAL DA BIODIVERSIDADE. E nossa pergunta esta relacionada ao subtema 1, Ecossistema e provisão, que fala sobre a energia renovável, combustíveis menos poluentes, como preservar o meio ambiente através da observação do ecossistema/meio ambiente, incluindo o ambiente urbano, que seria qual o tipo de combustível alternativo para as cidades, meio urbano,sem prejudicar o meio ambiente?O mundo hoje é muito poluidor&nbsp;e depende totalmente&nbsp;de energias não-renováveis. Para se ter uma ideia, 93,9% de toda a energia consumida no mundo é poluidora e que um dia não vai mais existir, e só 6,1% da energia consumida no mundo é renovável, portanto é necessário a troca dessas energias não renováveis por renováveis antes que as fontes se esgotem.

O Hidrogênio:

O principio de energia gerada através da combustão fria de hidrogênio vem da idéia de célula combustível apresentada por “Sir Grove” em 1835. “para o leigo estas células estão relacionadas à eletroquímica e servem para produzir eletricidade de uma forma mais ecológica e coerente, praticamente sem qualquer emissão de substancia tóxica” esse é o conceito apresentado por&nbsp;Hartmut Wendt, Michael Götz e Marcelo Linardi (1999). As células a combustivel funcionam através da combustão eletroquímica a frio de um combustível na forma gasosa, no caso o hidrogênio. Hartmut Wendt, Michael Götz e Marcelo Linardi explicam essa combustão assim:

“As células a combustível são, em principio, baterias de funcionamento continuo, que produzem corrente continua [...] o hidrogênio é oxidado à prótons num eletrodo de difusão gasosa, liberando elétrons&nbsp;segundo a reação:

H2 ® 2 H+ + 2 e-

No eletrodo oposto, também de difusão gasosa, considerando-se as células a membrana trocadora de prótons (meio ácido),tem-se a reação:

2 H+ + 2 e- + 1/2 O2 ® H2O

Eletrodos de difusão gasosa são condutores eletrônicos permeáveis aos gases reagentes e são separados um do outro por um eletrólito (condutor iônico), de um modo que os gases não se misturem. O eletrólito pode ser um líquido, um polímero condutor de cátions, saturado com um líquido, ou um sólido(óxido de zircônio). Obtêm-se potenciais de trabalho de célula para o sistema hidrogênio / oxigênio entre 0,5 e 0,7 V. Potenciaisde circuito aberto ficam entre 1,1 e 1,2 V. Devido à sua alta reatividade, hidrogênio é, hoje em dia, a escolha mais apropriada para o combustível. Geralmente, classificam-se os vários tipos de células a combustível pelo tipo de eletrólito utilizado e pela temperatura de operação.[...]Atualmente, as células do tipo alcalina AFC (Alkaline Fuel Cell) têm um papel importante somente em viagens espaciais,não apresentando aplicação terrestre, devido ao fato de utilizarem somente hidrogênio e oxigênio ultra puros. Além disso, funcionam a uma baixa temperatura de operação e necessitam de um processo relativamente complicado para a remoção da água do eletrólito.Entretanto, este tipo de célula foi o precursor das células mais modernas.”



A utilização do hidrogênio como combustível alternativo&nbsp;&nbsp;que ao mesmo tempo não polui o meio ambiente é um assunto que vem crescendo cada vez mais,mas ao mesmo tempo surgem, vários problemas alguns deles com soluções que ainda estão sendo discutidas e outros ainda em aberto

Um dos grandes problemas que se encontra na utilização de hidrogênio no setor de transportes é a falta de uma tecnologia de armazenagem segura e eficiente ao nível energético além de uma relação aceitável entre capacidade de armazenagem de energia e volume necessário levando em conta o preço e eficiência dos veículos que viriam a ser produzidos. O Departamento de Energia dos Estados Unidos da America estipulou como nível&nbsp;&nbsp;mínimo desejável 6wt% e 45Kg H2 m-3,já a Agência de Energia Internacional determinou como nível mínimo aceitável 5wt e 50 H2 m-3.

Entre as possibilidades a serem estudadas como solução está a utilização de nanotubos de carbono ou hidretos metálicos ambas nanotecnologias que funcionariam armazenando o hidrogênio a nível molecular.

&nbsp;A análise do desempenho de nanotubos de carbono para armazenamento de hidrogênio foca-se na modificação de nanomateriais de carbono (nomeado através de “dopagem” com outros materiais, como elementos de transição), de modo a aumentar o desempenho relativamente ao armazenamento de hidrogênio. A metodologia será baseada na produção de elementos dopantes e na estrutura dos CNTs (nanotubos de carbono);pretende-se que,através do controle desses parâmetros,se consiga permitir a adsorção do Hidrogênio as temperaturas e pressões desejadas.A formação dos CNTs dopados e sua utilização no armazenamento de hidrogênio serão realizadas através das seguintes técnicas: deposição química na faze de vapor por microondas,deposição química na fase de vapo por filamento a quente;difração d raios-X;microscopia eletrônica de varrimento;microscopia eletrônica de transmissão;espectroscopia de infrevermelhos;espectrocopia Rama;espectro de desorção térmica;”sputtering” por radio-frequencia(Margarida C. Coelho,José J. A.,Gracio e Antonio C. M. Sousa)

Carros já existentes:



Há já a existência de carros movidos a membrana (PEMFC) de hidrogênio e esses são veículos de emissão zero de gases poluentes, os principais foram o NECAR I, II, III e IV. O NECAR I é semelhante ao estilo de um mini ônibus, mas como esta preenchido quase que totalmente pelos equipamentos pode transportar apenas uma pessoa, já os outros três estilos tem capacidade de, no mínimo, 4 pessoas, apesar disso o NECARIII utiliza juntamente ao hidrogênio o metanol.&nbsp;&nbsp;



Energia solar:

Já começa a criação da energia solar e outras energias renováveis no ambiente urbano.Como em Portugal um país de destaque em sustentabilidade.Portugal, já tem uma potência de energia elétrica produzida a partir de fontes renováveis de 8 908MW no final de outubro.O que já aumentou em 13%,relacionado ao mesmo período do ano anterior.A produção de energia eólica em alguns países da Europa, já incluem mini produções e regiões que já são auto sustentáveis em relação a energia do país.

Na Europa, principalmente Portugal e Espanha, e em outros países menores como o Brasil, estão começando a existir pequenos projetos de energia renovável nos ambientes urbanos.Incentivadas pela economia e o lucro obtido a partir de placas solares ou aerogeradores.No Brasil,a energia renovável não é tão divulgada.De acordo com , o nordeste do Brasil, seria um lugar ideal para a produção de energia solar.Estudos estão sendo feitos no nordeste do Brasil, para ver onde e como seria o posicionamento ideal para acumular mais energia e o Brasil tem um grande número de prédios, que o teto dos prédios podiam ser aproveitados para o abastecimento do prédio.Podendo assim&nbsp; ser auto sustentáveis em relação à energia e também podia ser auto sustentável no ponto hidráulico, reaproveitando a água da chuva.

Apesar de essa energia ser uma “novidade” no cenário global, a energia solar tem registros históricos no tempo de Arquimedes, no qual se diz q eu Arquimedes ateou fogo a armada de Marcela, no qual ele utilizara um pequeno pedaço de vidro, desviando todos os raios solares às tropas romanas, mas em relação às máquinas movidas com a energia solar, sabe-se q as primeiras também eram geradas com energia à vapor, assim uma das máquinas q chamaram a atenção foi a segunda dessa época, feita por Ericsson em 1883, no qual foi projetada para estar em operação a ar ou a vapor,na época a bomba de 5 polegadas foi conectada a máquina, e de acordo com Ericsson ele empregou um coletor de 1c.v. por pés. A energia fotovoltaica, inicialmente a NASA q foi atrás dessa tecnologia, mesmo não estando muito certa das vantagens dadas pelos painéis solares, assim ela começou adotando o Vanguard l, lançado em 1958 foi o 4° satélite artificial da Terra e foi o primeiro satélite a ter placas solares, no qual tinha um pequeno painel, seis células solares com uma área de 1dm², que alimentava um transmissor back-up, apesar de tudo o transmissor funcionou durante 8 anos, mas aquele alimentado pelas células solares, falhou em 20 dias. Mesmo com esse fiasco o sistema norte-americano continuou com o programa de células solares, junto com o programa soviético, que lançou o Sputnik, em que graças a essa corrida espacial que ocorreu grande desenvolvimento dessas células.Após todo esse desenvolvimento Joseph Lindmeyer, que trabalhava para a Communications Satellite Corporation, inventou uma célula de silício que era 50% mais eficiente do que qualquer outra já inventada, assim Lindmeyer se convenceu de que essa energia já estaria pronta para a população, assim saiu da Comsat e com Peter Varadi fundou a Solarex em 1973. Solarex foi uma das primeiras empresas fotovoltaicas direcionadas aos públicos para sistemas telecomunicações remotos e bóias de navegação, assim depois da primeira crise petrolífera o mercado de energia fotovoltaica obteve um avanço “milagroso”. Com a crise petrolífera (1973), houve pesquisas em relação a células solares, em que sua maior atenção estava em baratear/reduzir seus custos de produção e de instalação. Até esse tempo o sistema de painéis solares estava baseado nas células de silício mono cristalino, assim com a investigação intensiva, conduziu a descoberta de novos materiais, o silício multicristalino ou silício amorfo, que eram muito menos exigentes em relação ao seu processo de fabricação. Além disso, houve outra descoberta de um investigador do MIT, Emanuel Sachs, que disse ter conseguido aumentar a eficiência dessas células solares. Assim a energia solar tem por alguns objetivos a sua instalação nos meios urbanos, como em carros, mas os cientes dessa estrutura estão em um problema, que seria, em sua instalação, pois as placas solares são volumosas de mais para o suporte do carro, deste modo inúmeras empresas procuram solucionar esse problema através do publico, como concursos, como a Panasonic, em que realiza há 20 anos a procura desse carro, ou a Winston Solar Car Team, que fornece aos participantes materiais para a solução desse problema.

Energia-EólicaPela abundância do vento em algumas partes do mundo, há lugares com muitos moinhos, que são denominados de ‘fazenda eólica’. Segundo um artigo da CRESESB (Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito),a tecnologia atual de fontes alternativas de energia proporciona amplas possibilidades de a aplicação da energia eólica em bases competitivas. (...) encontradas tanto em escala muito pequena (...) quanto em grande escala (Patricia de Castro da Silva)Ao falar da pequena escala, a autora cita exemplos como: pequenos aerogeradores, aquecimento de água e pequenos eletrodomésticos.Uma geladeira (150-400W de potência) consome sessenta kWh por mês.Um carro Smart modelo Brazilian Editon consome 62 kW com oitenta e quatro cavalos/RPM. Conforme a análise dos dados aqui apresentados, a energia eólica produzida em pequena escala pode abastecer um carro Smart, uma vez que a energia eólica pode abastecer um microondas, produz energia suficiente para o carro que tem baixa potência.



Considerações Finais:

Portanto após ter lido o texto acima pode se concluir que há outras formas de energias renováveis que possam ser utilizadas em automóveis basta serem criados automóveis com a capacidade de utilizar esses meios de energia, ou que os modelos já existentes sejam adquiridos pelos cidadãos das cidades, deve também as diversas distribuidoras de veículos adquirirem esses carros para a sua venda.

Referencias Bibliográficas:

Carvalho, Paulo C. Marques deI; Montenegro, Francisco F. DII

IUniversidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, CEP 60455-760 Fortaleza, CE tel:(0xx85)2889585,fax:(0xx85)2889574 IICentro Federal de Educação Tecnológica do Ceará, Eletrotécnica, CEP 60040-531 Fortaleza,CE,tel:(0xx85)2883608.Disponivel,em &lt; http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022000000100025&amp;script=sci_arttext&amp;tlng=pt &gt;

Hartmut Wendt e Michael Götz Institut für Chemische Technologie - Technische Universität Darmstadt - Petersenstrabe 20 - 64287 Darmstadt - Alemanha Marcelo Linardi Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN/CNEN-SP - Cidade Universitária - Rua R, 400 - 05422-970 - São Paulo - SP 

Recebido em 26/2/99; aceito em 29/7/99 wendt@hrz1.hrz.tu-darmstadt.de mlinardi@net.ipen.br

Disponivel em &lt; http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422000000400018&amp;script=sci_arttext&amp;tlng=en&gt;



SILVA, PATRICIA DE CASTRO DA

Sistema para Tratamento, Armazenamento

e Disseminação de Dados de Vento [Rio de

Janeiro] 1999

XII, 113 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,

Engenharia Mecânica, 1999)

Tese - Universidade Federal do Rio de

Janeiro, COPPE

1. Energia Eólica

I. COPPE/UFRJ II. Título ( série )

Disponível em &lt; http://www.cresesb.cepel.br/publicacoes/teses_mestrado/199909_silva_p_c_ms.pdf&gt;









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