Introdução

A energia hidrelétrica é uma das principais fontes de energia renovável do planeta e compreendê-la é fundamental para entender o papel dela na matriz energética global.

Inicialmente, precisamos entender que a energia hidrelétrica é basicamente a transformação da energia potencial da água em energia elétrica. Esse processo ocorre a partir da construção de represas que acumulam água em seus reservatórios. A água acumulada possui energia potencial gravitacional que, ao ser liberada para o seu curso natural, passa por turbinas e transforma essa energia potencial em energia cinética. As turbinas estão acopladas aos geradores e, ao girarem, movimentam os imãs presentes nos geradores. Esse movimento gera uma variação no campo magnético que, por sua vez, induz um fluxo elétrico. Esse é, em resumo, o princípio do funcionamento de uma usina hidrelétrica.

Em linhas mais gerais, uma usina hidrelétrica é composta por várias partes, entre as quais podemos destacar: a barragem, que represa a água criando um reservatório; os condutos forçados, que direcionam a água das turbinas; a casa de força, onde estão localizadas as turbinas e os geradores; a subestação elevadora, que é o local onde a voltagem da energia gerada é elevada para ser transmitida; e as linhas de transmissão, que conduzem a energia elétrica gerada para as cidades.

Contextualização

A energia hidrelétrica é uma das principais fontes de energia limpa, renovável e constante no mundo. No Brasil, por exemplo, ela representa cerca de 60% de toda a energia produzida. Esse tipo de energia é muito importante para a matrix energética global, pois além de ser uma fonte de energia renovável, é também uma forma de energia armazenável, o que a torna crucial para a garantia de fornecimento contínuo de eletricidade, mesmo em períodos de baixa demanda ou de interrupções de outras fontes de energia.

Contudo, a energia hidrelétrica também apresenta seus desafios e impactos ambientais e sociais. A construção de uma usina hidrelétrica envolve a alteração do ambiente natural, o deslocamento de comunidades e pode levar a danos à biodiversidade local. Essas são questões importantes a serem consideradas na avaliação do papel da energia hidrelétrica em um sistema de energia sustentável.

Materiais extras para estudos podem incluir:

1. [Como funciona uma hidrelétrica?]
2. [Conheça os principais tipos de usinas hidrelétricas]
3. [Impactos Ambientais de Usinas Hidrelétricas]

Atividade Prática

Modelagem de uma Usina Hidrelétrica

Objetivo do Projeto

Design e modelagem de uma usina hidrelétrica em pequena escala, utilizando materiais recicláveis. Os alunos irão aprender os fundamentos da geração de energia via fonte hidrelétrica, experimentando na prática como funciona o processo. Além disso, irá despertar a consciência ambiental ao utilizar materiais recicláveis para a construção do modelo.

Materiais Necessários

1. Uma caixa de sapato grande ou recipiente similar.
2. Rolos de papel higiênico ou papel-toalha vazios.
3. Tubo de mangueira de plástico.
4. Mini ventilador.
5. Garrafas vazias de plástico.
6. Seringa de plástico ou embalagem similar que pode ser usada como um pistão.
7. Elásticos.
8. Materiais de artesanato (cola, cartolina, tesoura, etc.).

Descrição Detalhada do Projeto

Os alunos serão divididos em grupos de três a cinco estudantes e terão um mês para concluir a atividade. A ideia é usar os materiais listados para criar um modelo funcional de uma usina hidrelétrica. O modelo vai incorporar as principais peças de uma usina: a barragem (recipiente cheio de água), a turbina (ventilador submerso) e o gerador (seringa que se move com o fluxo de água). A atividade deve ser feita de forma lúdica e interativa, onde os alunos trabalhem em equipe para combinar os melhores princípios da engenharia, física e criatividade.

Passo a Passo Detalhado

1. O primeiro passo da atividade é estudar e entender o funcionamento de uma usina hidrelétrica. Isso deve ser feito revisando os materiais educativos fornecidos e discutindo em grupo os processos de uma usina hidrelétrica e como eles podem ser representados no modelo.

2. Após entender o funcionamento de uma usina hidrelétrica, o grupo irá projetar um plano do modelo de usina hidrelétrica usando os materiais disponíveis. O grupo deve preparar uma lista dos materiais necessários e como eles serão usados no modelo.

3. Com a lista de materiais preparada e o design pronto, o grupo irá montar o modelo da usina hidrelétrica. Essa etapa envolve artesanato, criatividade, engenharia e trabalho em equipe.

4. Depois de montado, o grupo irá testar o modelo para ter certeza de que ele está funcionando corretamente. Isso deve ser feito preenchendo o recipiente com água, fazendo a água fluir através da turbina e verificando se o fluxo de água está movendo a seringa (gerador).

5. Os alunos então terão que realizar uma pesquisa sobre os impactos ambientais e sociais das usinas hidrelétricas. Isso pode ser feito por meio de pesquisas online, leitura de artigos e livros no assunto.

Entregas do Projeto e Redação do Documento Escrito

Ao final do projeto, é esperado dos alunos:

• Um relatório dividido em quatro seções: Introdução, Desenvolvimento, Conclusões e Bibliografia. Na introdução, os alunos devem apresentar uma visão geral sobre a energia hidrelétrica e sua importância. No desenvolvimento devem explicar a atividade realizada, descrever o modelo construído, os materiais usados, os princípios da física envolvidos e como a atividade aprimorou o entendimento deles sobre as usinas hidrelétricas. Na conclusão, os alunos devem discutir os aprendizados do projeto e como esse entendimento pode ser aplicado à escala real das usinas hidrelétricas e seus impactos. A bibliografia deve listar todas as fontes consultadas durante o projeto.

• Fotos ou um vídeo do modelo de usina hidrelétrica em funcionamento, a serem anexados ao relatório.

Ao final do projeto, os alunos terão um entendimento mais profundo sobre a operação das usinas hidrelétricas, além de terem desenvolvido habilidades práticas como trabalho em equipe, gestão do tempo, solução de problemas e habilidades manuais.