Fontes de energia não renováveis

# Fontes de energia não renováveis [Sequence 4] As fontes de energia classificam-se em renováveis e não renováveis a partir de um único critério formal: o **tempo de reposição natural** em relação à escala de uso humano.[[1]] As subunidades anteriores formalizaram as fontes renováveis, cujos ciclos de reabastecimento se completam em períodos compatíveis com a atividade humana. Esta subunidade formaliza as **fontes não renováveis** — combustíveis fósseis e energia nuclear — cujas reservas foram constituídas em processos geológicos de centenas de milhões de anos e não se reconstituem em escala humana.[[1]] ## Combustíveis fósseis Os **combustíveis fósseis** — carvão mineral, petróleo e gás natural — são compostos orgânicos formados pela decomposição de matéria biológica (plantas e organismos marinhos) sob condições específicas de temperatura, pressão e soterramento ao longo de eras geológicas.[[4]] O nome deriva do latim *fossilis* ("extraído da terra") e reflete a origem a partir de material biológico antigo, acumulado principalmente durante o período Carbonífero, entre aproximadamente 300 e 360 milhões de anos atrás.[[4]] Como o tempo de formação geológica é incompatível com qualquer escala temporal relevante para o uso humano, esses recursos são classificados como não renováveis.[[5]] **Carvão mineral.** Rocha sedimentar formada pela compressão de vegetação antiga em ambientes pantanosos. É o combustível fóssil mais abundante e o mais poluente em termos de emissão de CO₂ por unidade de energia liberada.[[4]] Queimado em usinas termelétricas, converte energia química em energia térmica, que aciona turbinas a vapor e gera energia elétrica. **Petróleo.** Líquido viscoso originado de organismos marinhos microscópicos acumulados em bacias sedimentares e submetidos a pressão e calor por milhões de anos. É a maior fonte global de energia primária e a matéria-prima de derivados como gasolina, diesel e querosene. A extração ocorre em poços terrestres e em plataformas offshore. **Gás natural.** Mistura de hidrocarbonetos gasosos, predominantemente metano (CH₄), formada junto ao petróleo nas bacias sedimentares. Embora libere menos CO₂ por combustão do que o carvão, apresenta emissões significativas de metano durante extração e transporte. **Images:** - [GENERATE] Fotorrealismo técnico de usina termelétrica a carvão: em primeiro plano, mina a céu aberto com camadas geológicas expostas e escavadeiras de grande porte; ao fundo, usina com torres de resfriamento emitindo vapor e chaminés. Paisagem industrial, luz natural, sem texto. Paleta neutra realista, registro documental fotográfico. | usina-termeletrica-carvao.png | 4:3 ## Energia nuclear A **energia nuclear** é obtida pela fissão de núcleos atômicos de urânio em reatores nucleares. Na fissão, um núcleo pesado se divide ao ser bombardeado por nêutrons, liberando grande quantidade de energia na forma de calor, que aquece vapor e aciona turbinas geradoras de eletricidade. A energia nuclear é classificada como não renovável por dois critérios: 1. **Estoque finito:** As reservas mundiais de minério de urânio são geograficamente concentradas e quantitativamente limitadas. Uma vez extraído e consumido no reator, o material físsil não se regenera em qualquer escala humanamente relevante. 2. **Ausência de reposição natural:** Não existe processo geológico que gere novas reservas de urânio em escala humana. Além disso, a fissão produz resíduos radioativos que permanecem perigosos por milhares de anos, exigindo armazenamento permanente. O erro conceitual mais frequente é classificar a energia nuclear como renovável com base no critério de baixa emissão de CO₂ — argumento que confunde impacto ambiental com critério de renovabilidade. O critério decisivo é o tempo de reposição natural do insumo, não a composição dos gases emitidos durante a operação. **Images:** - [GENERATE] Diagrama técnico acadêmico em estilo livro-texto mostrando o processo de fissão nuclear: um núcleo de urânio é atingido por um nêutron, divide-se em dois núcleos menores e libera nêutrons adicionais e energia. Setas indicam a reação em cadeia. Texto em português brasileiro, fundo branco, paleta neutra cinza e azul, sem cartoon. | fissao-nuclear-diagrama.png | 16:9 ## Transformações de energia em fontes não renováveis As fontes não renováveis são utilizadas em cadeias de transformação que convertem a energia química dos combustíveis (ou a energia nuclear do urânio) em energia elétrica, passando por formas intermediárias. A tabela abaixo apresenta as cadeias típicas em usinas: | Fonte | Transformação 1 | Transformação 2 | Transformação 3 | |-------|----------------|----------------|----------------| | Carvão / petróleo / gás | Química → Térmica (combustão) | Térmica → Mecânica (turbina a vapor) | Mecânica → Elétrica (gerador) | | Urânio (nuclear) | Nuclear → Térmica (fissão) | Térmica → Mecânica (turbina a vapor) | Mecânica → Elétrica (gerador) | Usinas termelétricas a combustíveis fósseis e usinas nucleares compartilham as mesmas etapas 2 e 3 — a diferença está na origem do calor: combustão de carbono orgânico versus fissão de núcleos atômicos. **Images:** - [GENERATE] Diagrama técnico em estilo acadêmico mostrando duas cadeias paralelas de transformação de energia: (1) carvão → combustão → vapor → turbina → gerador → eletricidade; (2) urânio → fissão → vapor → turbina → gerador → eletricidade. Cada etapa rotulada com a forma de energia correspondente (química, térmica, mecânica, elétrica). Texto em português brasileiro, fundo branco, paleta cinza e azul, sem cartoon. | cadeias-transformacao-energia.png | 16:9 [chapter-section: Zoom 🔬] **Zoom 🔬** **Energia nuclear: não renovável, mas não fóssil.** O critério que une combustíveis fósseis e energia nuclear é exclusivamente a não renovabilidade — não a origem. Combustíveis fósseis derivam de matéria orgânica antiga; o urânio é um mineral radioativo sem relação com material biológico. Ambos possuem estoque finito e tempo de formação ou desintegração incompatível com a escala humana — e esse é o único fundamento correto para classificá-los como não renováveis. [chapter-section: No dia a dia] **No dia a dia** **Combustíveis fósseis na oferta de energia primária brasileira em 2023** O conceito de fonte não renovável traduz-se em dados concretos na composição da oferta interna de energia primária do Brasil. Segundo o Balanço Energético Nacional 2024, publicado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), os combustíveis fósseis e a energia nuclear responderam pelas seguintes participações em 2023: | Fonte não renovável | Participação | |--------------------|-------------| | Petróleo e derivados | 31,5% | | Gás natural | 11,7% | | Carvão mineral e coque | 5,4% | | Energia nuclear | 1,4% | | **Total não renovável** | **≈ 50%** | Embora a matriz elétrica brasileira seja predominantemente renovável (87,9% em 2023), a oferta de energia primária total — que inclui transporte, indústria e calor de processo — ainda depende de fontes não renováveis em metade de seu volume. Gasolina e diesel, derivados do petróleo, respondem pela maior parte dessa participação, movimentando a frota de veículos e máquinas agrícolas. Fonte: EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. *Balanço Energético Nacional 2024: Ano-base 2023*. Rio de Janeiro: EPE, 2024. [INTERACTIVE: a1-mm | Acesse o mapa mental interativo sobre fontes de energia não renováveis na plataforma Teachy] ## Praticando [Sequence 6] **1.** Energia é definida como a capacidade de produzir trabalho ou causar transformações na matéria. Com base nessa definição, identifique a forma de energia predominante em cada situação descrita abaixo. a) Um painel solar converte a radiação do sol em corrente elétrica. b) A gasolina armazenada no tanque de um automóvel. c) Uma turbina eólica em pleno funcionamento com as pás girando. d) A água aquecida em um chuveiro elétrico. e) Um raio de luz visível emitido por uma lâmpada. f) O vapor superaquecido que movimenta os pistões de uma usina termelétrica. --- **2.** O carvão mineral é extraído de jazidas geológicas formadas ao longo de milhões de anos. Ao ser queimado em uma usina termelétrica, libera energia que percorre uma cadeia de transformações até chegar às tomadas residenciais. Descreva a sequência de transformações de energia que ocorre desde a queima do carvão até a geração de eletricidade, identificando a forma de energia em cada etapa desse processo. --- **3.** Observe a figura abaixo. O critério fundamental que distingue uma fonte de energia renovável de uma não renovável é o tempo de reposição natural em comparação com a escala de uso humano. Com base nesse critério, classifique cada fonte abaixo como renovável (R) ou não renovável (NR), justificando sua classificação em uma palavra ou expressão que remeta ao tempo de formação ou reposição. [GENERATE] Diagrama técnico em estilo acadêmico de vestibular brasileiro mostrando comparação entre renovável e não renovável: escala de tempo de reposição. Lado esquerdo: "Fontes renováveis" com ícones de sol, vento e água com seta indicando "dias a décadas". Lado direito: "Fontes não renováveis" com ícone de camadas geológicas e carvão com seta indicando "milhões de anos". Texto em pt-BR, fundo branco, traços científicos. | tempo-reposicao-fontes.png | 16:9 a) Petróleo b) Energia eólica c) Urânio utilizado em usinas nucleares d) Energia hidrelétrica e) Carvão mineral f) Biomassa da cana-de-açúcar --- **4.** A oferta de energia primária no Brasil conta com fontes renováveis e não renováveis. Das opções abaixo, qual delas lista apenas fontes renováveis de energia? A) Biomassa de cana-de-açúcar, petróleo e carvão mineral. B) Energia hidrelétrica, energia solar e carvão vegetal. C) Energia nuclear, biomassa de cana-de-açúcar, energia hidrelétrica. D) Energia solar, energia eólica e energia nuclear. E) Energia solar, energia eólica e xisto betuminoso. (Fonte: Colégio Naval) --- **5.** Qual das alternativas apresenta apenas fontes de energias consideradas renováveis? A) sol, gás natural, biomassa B) ondas do mar, carvão mineral, vento C) sol, urânio, rios e lagos D) marés, biocombustíveis, calor da Terra E) biomassa, maré, urânio (Fonte: OBF) --- **6.** Matriz energética é o conjunto de fontes de energia disponíveis. Os gráficos a seguir representam a matriz energética no mundo e no Brasil, mostrando as fontes de energia renováveis e não renováveis. (Fonte: http://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica. Acessado em 02/05/2019.)  Considerando seus conhecimentos sobre meio ambiente e as informações fornecidas, assinale a alternativa correta. A) A matriz energética brasileira é mais dependente de fontes renováveis de energia do que a matriz mundial, como alternativa ao uso de combustíveis fósseis. B) A matriz energética brasileira utiliza menor porcentagem de energia renovável que a mundial, com o uso predominante de combustíveis fósseis. C) Gás natural, biomassa, energia hidráulica, energia solar, eólica e geotérmica são as fontes renováveis de energia utilizadas na matriz mundial. D) Os biocombustíveis derivados da cana-de-açúcar e do gás natural são as principais fontes renováveis nas matrizes brasileira e mundial, respectivamente. (Fonte: UNICAMP) --- **7.** A figura mostra o funcionamento de uma estação híbrida de geração de eletricidade movida a energia eólica e biogás. Essa estação possibilita que a energia gerada no parque eólico seja armazenada na forma de gás hidrogênio, usado no fornecimento de energia para a rede elétrica comum e para abastecer células a combustível. Mesmo com ausência de ventos por curtos períodos, essa estação continua abastecendo a cidade onde está instalada, pois o(a)  A) planta mista de geração de energia realiza eletrólise para enviar energia à rede de distribuição elétrica. B) conjunto de turbinas continua girando com a mesma velocidade, por inércia, mantendo a eficiência anterior. C) combustão da mistura biogás-hidrogênio gera diretamente energia elétrica adicional para a manutenção da estação. D) hidrogênio produzido e armazenado é utilizado na combustão com o biogás para gerar calor e eletricidade. E) planta mista de geração de energia é capaz de utilizar todo o calor fornecido na combustão para a geração de eletricidade. (Fonte: ENEM) --- **8.** Suponha que você seja um consultor e foi contratado para assessorar a implantação de uma matriz energética em um pequeno país com as seguintes características: região plana, chuvosa e com ventos constantes, dispondo de poucos recursos hídricos e sem reservatórios de combustíveis fósseis. De acordo com as características desse país, a matriz energética de menor impacto e risco ambientais é a baseada na energia A) dos biocombustíveis, pois tem menor impacto ambiental e maior disponibilidade. B) solar, pelo seu baixo custo e pelas características do país favoráveis a sua implantação. C) nuclear, por ter menor risco ambiental e ser adequada a locais com menor extensão territorial. D) hidráulica, devido ao relevo, a extensão territorial do país e aos recursos naturais disponíveis. E) eólica, pelas características do país e por não gerar gases do efeito estufa nem resíduos de operação. (Fonte: ENEM) --- **9.** Observe a tabela abaixo, que resume as características de diferentes fontes de energia. [GENERATE] Tabela de dados em estilo acadêmico-vestibular mostrando características de cinco fontes de energia: solar, eólica, hidrelétrica, carvão mineral e urânio. Colunas: "Fonte de energia", "Origem", "Tempo de reposição", "Classificação (R/NR)", "Principal uso". Texto completo em pt-BR, fundo branco, traços precisos de tabela. | tabela-fontes-energia.png | 4:3 Com base nos dados apresentados e nos conceitos estudados, explique por que a energia nuclear é classificada como não renovável, mesmo não sendo um combustível fóssil. Em sua resposta, indique dois critérios que fundamentam essa classificação. --- **10.** O petróleo lidera e continuará liderando o ranking das fontes energéticas nas próximas décadas, seguido do carvão e do gás natural. Outras fontes de energia já são também apontadas como alternativas para o século XXI. Assinale a alternativa que ressalta a contribuição do Brasil nesse panorama global. A) o Brasil desponta com tecnologias para a produção de energia nuclear como uma alternativa mais econômica do que as demais. B) o Brasil tem, nos últimos anos, exportado conhecimentos e tecnologias no setor de energia eólica, liderando o ranking nesse setor. C) no Brasil, são as pequenas indústrias as responsáveis pela produção e pelos acordos internacionais relativos ao biocombustível. D) estudos sobre a energia solar utilizada na região sul brasileira têm chamado a atenção de países como Inglaterra e Itália, os quais têm investido maciçamente no setor. E) o Brasil apresenta grandes vantagens (físicas e territoriais) para a produção de biocombustível, as quais potencializam a produção de energia renovável. (Fonte: UNESP) --- **11.** Os combustíveis fósseis — carvão, petróleo e gás natural — são formados a partir de matéria orgânica depositada e transformada ao longo de centenas de milhões de anos sob condições geológicas específicas de temperatura e pressão. O período Carbonífero (aproximadamente 300 a 360 milhões de anos atrás) foi responsável pela maior parte das reservas de carvão mineral exploradas atualmente. Com base no texto e nos conceitos estudados, analise por que a taxa de consumo atual de combustíveis fósseis é incompatível com qualquer possibilidade de renovação natural desses recursos. Em sua resposta, articule os conceitos de tempo de formação geológica e escala de uso humano. --- **12.** Em uma residência brasileira, diferentes formas de energia são utilizadas simultaneamente. Considere as situações abaixo: I. O fogão a gás natural aquece a água para o preparo de alimentos. II. O painel solar fotovoltaico no telhado alimenta a iluminação dos cômodos. III. A geladeira elétrica mantém os alimentos resfriados. IV. O aquecedor de passagem a gás esquenta a água do chuveiro. Identifique, para cada situação acima, a fonte de energia utilizada (renovável ou não renovável) e a principal forma de energia produzida no processo. [INTERACTIVE: d-rp | Escaneie para responder estes exercícios na plataforma Teachy e receber correção automática] [Sequence 8] ## Síntese As fontes não renováveis — combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural) e energia nuclear (urânio) — são assim classificadas porque suas reservas se formaram em processos geológicos de centenas de milhões de anos e não se reconstituem em escala humana.[[1]] O critério decisivo é o tempo de reposição natural do insumo, não o impacto ambiental da operação: urânio e combustíveis fósseis compartilham o atributo de estoque finito e são, portanto, não renováveis, ainda que por razões geológicas distintas. [INTERACTIVE: a2-rt | Acesse o tutor de revisão interativo para consolidar os conceitos de fontes de energia não renováveis na plataforma Teachy]