Fontes de energia, combustão e combustíveis (I)

Em termos energéticos, o Brasil é um País autossuficiente em fontes de energia primária. Desde o ano de 2005, passou a produzir petróleo em quantidades que propiciem a suficiência no abastecimento do mercado interno. Apesar de toda a dificuldade prevista na extração do petróleo no Pré-sal, é grande a expectativa na produção de petróleo. Através de Itaipu Binacional, cerca de oito por cento da energia elétrica de nosso país é gerada, através da compra do excedente do Paraguai. Grande parte do gás natural consumido em nosso país é originário da Bolívia, e o carvão para a produção de coque (assim classificado após análises imediatas de umidade, cinzas, matéria volátil e carbono fixo; usado na redução de ferro).

Quando falamos das proporções de uso destas fontes energéticas, o Brasil possui uma matriz energética pautada em fontes renováveis, dos 19% a que corresponde o consumo de energia elétrica no total do consumo energético, 77% são de energia hidrelétrica. No total de consumo, a principal fonte não renovável é o petróleo, com 37,9% do total. Ano após ano, o Brasil vem retrocedendo, com um consumo de petróleo que vêm crescendo, na contramão do que se esperaria para os últimos anos. O Petróleo é uma matéria prima nobre, e sua eficiência na forma de derivados, como a gasolina, é muito baixa: em motores 1.0 é de aproximadamente 18%, até 30% em motores estacionários em rotação ótima.

A principal origem de energia no planeta é o Sol, sendo uma pequeníssima parcela da energia solar convertida diretamente para elétrica através de painéis fotovoltaicos e coletores solares para aquecimento de água (energia solar direta), ainda inviável economicamente sem subsídios; as demais fontes são solares indiretas. A Biomassa remota (combustíveis fósseis) ou a recente (carvão vegetal, madeira, etc.), são formas de armazenamento da energia solar, chamada de energia solar indireta. A incidência total de energia solar é de 1,93 caloria por centímetro quadrado por minuto, ou 1,74 ∙ 10¹⁷ W. Deste total, 30% é refletida, 47% são convertidos em calor não aproveitado, 23% promovem o ciclo hidrológico direto e cerca de 0,02% usados nas correntes de ventos, entre outros fenômenos compõem o total da energia recebida pela Terra.

O processo de fixação do Carbono é a transformação de Carbono de compostos inorgânicos em compostos orgânicos, com Carbono e Hidrogênio, principalmente. Este processo é realizado principalmente pelas plantas e algas marinhas. Somente pelas atividades agrícolas, são fixados 175 milhões de toneladas de CO₂. Pela fotossíntese, com 110Kcal/mol, são formados açúcares, conforme a reação:

6CO₂ + 6H₂O + 110Kcal Þ C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Parte destes açúcares é usada para as necessidades energéticas e o restante para a formação de um polímero que compõe o tecido vegetal de sustentação, que é a madeira, composta de celulose e derivados como a lignina. Após decomposição, soterração e decomposição em milhares de anos, a matéria orgânica que compunha a madeira vai perdendo oxigênio e hidrogênio, veja:

Açúcares: C = 40%, H = 6,6 %, O = 53,4%;

Celulose: C = 44,4%, H = 6,2 %, O = 49,4%;

Madeira: C = 50%, H = 6,0 %, O = 44%;

Turfa: C = 57%, H = 6,0 %, O = 35%;

Carvões: (Os valores variam, nos subtipos: sub-betuminoso, betuminoso, linhito e antracito) - C = 89%, H = 5,5 %, O = 5,5%.

As fontes de energia podem ser renováveis ou não renováveis. Isto é definido pelo tempo de consumo e produção. Não renovável é aquela fonte de energia que é gasta rapidamente e produzida em milhares de anos, como o Carvão Mineral e o Petróleo. Entre estas, a mais eficiente é o Gás Natural, que vem agradando a população por ser mais eficiente e gerar economia. Entre as formas de energia renováveis, vale destacar a biomassa (que serve em sua totalidade como combustível, não usada totalmente por questões óbvias de logística e outras necessidades humanas), que inclui carvão vegetal, madeira, etanol, entre outros; energia solar direta, energia eólica (que exige ventos com boa velocidade), aproveitamento da energia do interior da Terra e dos solos.

Os Combustíveis também são classificados de acordo com o estado físico em que se apresentam: Sólidos: lenha, carvão vegetal ou mineral, bagaço de cana, por exemplo. Líquidos: petróleo e derivados, biodiesel, etanol, metanol. Gasosos: gás natural, gás liquefeito de petróleo (GLP, usado nos botijões de gás), biogás, gás de altos-fornos, gás de coqueria, hidrogênio.

As reações de combustão são um dos tipos de reação de Oxirredução, em que o Número de Oxidação de elementos envolvidos varia. São exotérmicas, ou seja, liberam calor durante sua ocorrência, e luz, que são os principais objetivos pelos quais são realizadas intencionalmente pelo homem.

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