O que diz a mídia!
Apesar da atual crise de energia, é importante ressaltar que a eficiência energética não pode estar vinculada apenas a questões conjunturais, mas deve ser uma finalidade e prática da política energética nacional, por meio de ações que visem, por exemplo, agregar valor e desenvolver tecnologia, preservar o meio ambiente e introduzir, no mercado nacional, produtos de maior eficiência energética.
Faz parte dos contratos de concessão do setor elétrico uma cláusula contratual obrigando a apli- cação de recursos, por parte das concessionárias e permissionárias do serviço público de distribuição de energia elétrica, em medidas que tenham por objetivo a conservação e o combate ao desperdício, bem como a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico do setor elétrico brasileiro.
Pode-se e deve-se aprimorar alguns critérios en- volvendo a aplicação desses recursos, mas, ao se esta- belecer em um contrato esse compromisso, lança-se uma sólida âncora no campo da eficiência energética. Mas, apesar de sua importância, esse instrumento isoladamente não atenderá todas as demandas e ne- cessidades.
A história da humanidade é normalmente dividida em períodos, tendo como marcos divisórios importan- tes acontecimentos políticos, religiosos ou tecnológicos, como foi, por exemplo, a invenção da máquina a vapor, no século XIX, que influiu de modo significativo na mudança dos hábitos de vida das pessoas.
No que concerne ao desenvolvimento econô- mico e social e, consequentemente, à melhoria do bem-estar e do padrão de vida da população, Na prática, toda vez que o motorista aciona o pedal do acelerador, vários sensores
e mecanismos atuadores passam a funcionar, e uma válvula, conhecida como bor- boleta, abre-se admitindo mais ar. Um sensor no eixo da borboleta indica o quanto de ar está sendo admitido e a necessidade de mais combustível é reconhecida pela central de gerenciamento que fornece o combustível extra.
Um sensor, denominado sonda lambda e constituído por um corpo cerâmico de dióxido de zircônio ou de dióxido de titânio, cuja superfície é provida de eletrodos de platina permeáveis a gás, é montado no cano de escape do motor. Esse sensor, que fica em contato com os gases de escape e com o ar externo, avalia, pela difusão de O2 pelo corpo cerâmico, a quantidade de oxigênio antes e após a queima do combustível e envia sinais à unidade de comando para adequar a quantidade de combustível, se esta não for a quantidade ideal requerida naquela faixa de operação do motor.
Para que a injeção eletrônica possa suprir o motor com maiores quantidades de combustível de acordo com a necessidade, a linha de alimentação dos bicos injetores de combustível é pressurizada e alimentada por uma bomba de combustível elétri- ca, a qual envia quantidades de combustível maiores que as necessárias para que o sistema possa alimentar o motor adequadamente em qualquer faixa de operação. O combustível excedente, não usado naquele instante, retorna ao tanque do veículo.
Os bicos injetores dosam a quantidade de combustível enviada ao motor pelo tempo em que permanecem abertos. As válvulas de injeção são acionadas eletromagnetica- mente, abrindo e fechando por meio de impulsos elétricos enviados por uma unidade de comando. Uma série de medidas, feitas por sensores espalhados pelo veículo, deter- minam quando e por quanto tempo as válvulas de injeção devem ficar abertas.
Por tudo isso, os sistemas de injeção eletrônica possibilitam menor emissão de poluen- tes, maior economia, melhor rendimento do motor, partidas mais rápidas e um melhor aproveitamento do combustível, além de dispensarem a utilização do afogador.
Questão
A gama de ajustes que uma injeção eletrônica é capaz de operar permite a utilização de dife- rentes combustíveis, ou mistura deles, para um mesmo motor. Descubra quais combustíveis são normalmente utilizados. Todos são biocombustíveis? Quais são suas origens?
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verifica-se que as grandes mudanças ocorridas estão ligadas a inovações tecnológicas que permitiram ao homem usar, em seu benefício, quantidades cada vez maiores de energia, especialmente para a pro- dução de força motriz, em substituição ao trabalho humano ou animal, além da obtenção de conforto, segurança e lazer.
A relação entre o desenvolvimento econômico e social e a utilização da energia tornou-se mais evidente no decorrer do século 20, a partir da im- plantação dos primeiros serviços centralizados de produção e distribuição de eletricidade e da invenção dos motores de combustão interna, de ciclos Otto e Diesel.
No que diz respeito à eletricidade, sua utilização, inicialmente restrita à iluminação, ampliou-se com a invenção do transformador e do motor de corrente alternada. Esses sistemas tornaram a eletricidade a forma de energia mais adequada e utilizada para a pro- dução da força motriz na indústria, além de possibilitar o surgimento de uma grande variedade de aplicações nos setores residencial e de serviços.
É necessário investir na ampliação da oferta, mas, independentemente de oferecer mais energia, os re- cursos devem ser usados de maneira mais eficiente. Assim, o combate ao desperdício ganha suma im- portância, em face da urgência do aumento da oferta de energia elétrica, tanto em termos de resultados de curto prazo quanto em relação ao longo prazo. Um modelo energético capaz de satisfazer todas as necessidades de energia da sociedade do futuro deverá garantir uma oferta de energia coerente com as necessidades do desenvolvimento, com mínimo custo econômico, respeitadas as restrições sociais, ambientais e estratégicas.
O emprego da eficiência energética como ins- trumento de mitigação de problemas ambientais também deve ser ampliado, em razão dos resultados alcançados pela atualização tecnológica na produ- ção e uso dos energéticos, com efetiva redução da emissão dos gases de efeito estufa, responsáveis por importantes mudanças no clima da Terra. Nos últimos anos, a preocupação com esse aspecto levou ao desen- volvimento de tecnologias que, incorporando ou não
novos combustíveis, apresentam notáveis melhorias de desempenho. Ao mesmo tempo em que incorpo- ram vantagens econômicas aos processos em que são agregadas, essas tecnologias permitem contabilizar efetivas reduções nas emissões de resíduos sólidos e gasosos, prejudiciais à saúde humana e ao clima.
Atualmente, observa-se um interesse crescente por equipamentos mais eficientes, como as lâmpadas compactas fluorescentes e as geladeiras detentoras do selo Procel de economia de energia.
A população, uma vez mais chamada a colaborar com o país, busca adquirir equipamentos e eletrodo- mésticos mais eficientes, ao mesmo tempo em que altera hábitos de consumo. Muitos, na realidade, são movidos pelo receio do corte no fornecimento de energia elétrica ou pagamento de uma conta elevada. Alguns são movidos pela consciência de que energia é fundamental e não pode ser desperdiçada.
Mas, de uma forma ou de outra, assuntos re- lacionados à eficiência energética alcançaram as primeiras páginas dos jornais e os programas de TV, fazendo parte do nosso cotidiano.
Por várias razões, e não somente pela crise atual, depreende-se que os cenários para o setor energético brasileiro neste século não devem abrir mão da eficiên- cia. Entre outras ações, é necessário o estabelecimento de normas sobre o nível máximo de consumo específico de energia ou mínimo de eficiência para equipamentos que consomem energia, contribuindo, portanto, para a redução do desperdício de energia e a ocorrência de to- dos os efeitos danosos que isso gera para a sociedade.
É importante transformarmos essa curiosidade energética, motivada por uma indesejável situa- ção conjuntural, em uma conscientização sobre a importância de utilizar racionalmente a energia, não apenas hoje, mas sempre. Por fim, é necessário avançar mais no arcabouço institucional, operacional e legal da eficiência energética, procurando-se obter soluções consistentes, envolvendo toda a sociedade brasileira. Não podemos deixar que no futuro nossos filhos e netos cobrem de nós soluções que devem ser implementadas hoje.
HADDAD, J.* Folha de S.Paulo, 29 maio 2001.
Questão
Cite algumas medidas que você pode tomar no seu dia a dia, visando ao uso racional de energia, isto é, reduzindo o seu consumo sem reduzir os benefícios que ela traz.
* Jamil Haddad, engenheiro elétrico e doutor em planejamento energético, é professor da Escola Federal de Engenharia de Itajubá.
Combustão p V Volume máximo Volume mínimo Válvula aberta Virabrequim Virabrequim 1º tempo: admissão
Ciclo
Otto
1
2
4
3
4º tempo: exaustão Válvula aberta 2º tem po :c om pres são 3º temp o: com bu stã o e exp a nsã o No terceiro tempo, as vál- vulas continuam fechadas, o pistão encontra-se próxi- mo ao topo do cilin- dro, a vela solta uma faísca e ocorre a com- bustão rápida do sistema“ar e vapor de combustível”, acompanhada de uma expan- são que imprime força ao vira-
brequim, deixando no cilindro os gases residuais não combustíveis.
Temos, no pri- meiro tempo, a aber-
tura da válvula do lado direito.
Como foi feito vácuo no cilindro devido à expulsão dos gases residuais no quarto tempo, existe a admissão do ar atmosférico
com quase 20% do oxigênio, e também é colocada a gasolina vaporizada.
No fim da expansão, fecham-se as válvulas e começa o segundo tempo.
Devido à conexão do pistão com o virabrequim, o sistema faz com que haja compressão e também uma
maior mistura do ar com vapor de gasolina.
No quarto tempo, abre-se
a válvula do lado esquerdo e ocorre a exaustão dos gases
residuais mencionados anterior- mente. O sistema está pronto para um novo ciclo.
Pressão atmosférica
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O texto a seguir refere-se às questões 78 a 81.
(OBF) Apreciem, agora, o corte de um MCI (motor de combustão interna) de 4 cilindros. A concatenação dos 4 cilindros e a obtenção de uma boa eficiência do combustível exigiram muito trabalho dos engenheiros automobilísticos, mas o princípio de funcionamento do motor é simples e foi desenvolvido por Nikolaus Otto em 1862. Comece o ciclo Otto pelo item 1, abaixo a sua esquerda.
EXERCÍCIOS
Resolva em seu caderno Exercício fundamental Exercício de fixaçãoiLustRAções: AdiLson seCCo
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78. Por favor, sintetizem o funcionamento do MCI.
I. Em primeiro lugar, é importante dizer que o calor resultante da combustão é uma forma de energia.
II. Podemos afirmar que parte da energia da fonte quente é transformada em trabalho e o resto do calor é perdido no radiador do automóvel. III. É verdade. Essa é a razão de colocarmos água
no radiador, pois seu calor específico é um dos mais altos da natureza.
IV. A expressão da eficiência (e) do MCI é sempre
e 5 1 2 _____ TTfria
quente , em que Tfria (Tquente) é a tempe-
ratura da fonte fria (quente).
Em relação a esse diálogo, você pode afirmar que:
a) I, II e III estão corretas.
b) II e III estão corretas.
c) I e IV estão corretas.
d) todas estão corretas.
e) apenas I está correta.
79. O terceiro tempo é o momento da combustão da mistura ar e gasolina. No momento da explosão, esta aplica uma pressão de 3 ? 105 N/m2 sobre a parte superior do cilindro de 10 cm2. Qual será a força resultante se a pressão do ar local for 105 N/m2?
a) 2 ? 105 N
b) 2 ? 103 N
c) 2 ? 102 N
d) 2 ? 104 N
e) 2 ? 106 N
80. No texto aprendemos como funcionam os quatro tempos do ciclo Otto real. É comum simplificar este ciclo de tal forma que o processo de combus- tão ocorra a volume constante (3 # 4), seguido de uma expansão (4 # 5), e as fases de exaustão também a volume constante (5 # 6), seguidas de outra compressão (6 # 1) com a mesma pressão do tempo admissão (1 # 2). Além disso, supõe-se que as fases de compressão (2 # 3) e expansão (4 # 5) sejam adiabáticas, ou seja, o processo é tão rápido que não há troca de calor com o meio ambiente.
Esses processos são também chamados de: I. (1 # 2) e (6 # 1) são isobáricas. II. (4 # 5) e (2 # 3) são isotérmicas. III. (3 # 4) e (4 # 5) são isocóricos. Em relação a essas afirmativas, dizemos que:
a) apenas I e III estão corretas. b) todas estão corretas. c) todas estão erradas. d) apenas I e II estão corretas. e) nenhuma das anteriores.
81. Vamos supor que o motor de 4 cilindros tenha
eficiência de 0,21, e fornece 140 J por ciclo por cilindro. Se o motor explode a uma taxa de 25 ciclos por segundo e a quantidade de energia é 30 ? 106 J por litro, quanto tempo levará um automóvel para gastar um tanque de 40 litros?
a) 300 minutos. b) 360 minutos. c) 280 minutos. d) 320 minutos. e) 240 minutos.
82. Um jovem deseja comprar um carro novo e deve
escolher entre duas opções. O modelo A é um carro com motor convencional que faz 11 km/L e custa R$ 31.700,00 e o modelo B é um carro híbrido que faz 29 km/L e custa R$ 56.400,00. O jovem espera rodar, em média, 26.000 km por ano e o combustível custa R$ 2,30 por litro. Calcule:
a) a quantidade de combustível, em litros, que cada
modelo usará por ano;
b) a economia em combustível, em reais por ano, do
carro híbrido em relação ao carro convencional;
c) o tempo necessário, em meses, para cobrir a dife-
rença nos preços dos carros, com a economia de combustível.
83. O proprietário de um carro com motor flex, mo- tor que pode funcionar com álcool, gasolina ou uma mistura dos dois combustíveis em qualquer proporção, analisa a possibilidade de instalar em seu veículo um kit GNV, o que lhe permitiria ro- dar usando como combustível apenas gás natural veicular. Ele sabe que, para rodar 1.000 km, gasta R$ 257,16 se usar apenas gasolina, gasta R$ 189,66 se usar apenas álcool e que passaria a gastar R$ 90,15 usando o GNV.
Se a instalação do kit GNV tiver um custo de R$ 2.700,00 e se ele roda, em média, 40.000 km por ano, qual será o tempo mínimo para que com a eco- nomia nos gastos de combustível o kit se pague?
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Lson se
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o de 1998.
Sugestões de leitura
Álcool e gasolina: combustíveis do Brasil, de Eduardo Roberto da Silva e Ruth Rumiko Hashimoto da Silva (São Paulo, Editora Scipione, 1. ed., 1997, Coleção O Universo da Ciência)
Os autores destacam a comparação entre os dois combustíveis nos motores de combustão interna, quanto ao rendimento (produção de energia útil) e à poluição ambiental. Calor: o motor das revoluções, de Alexandre Custódio Pinto, Cristina Leite e José Alves da
Silva (São Paulo, Editora do Brasil, 1. ed., 2000, Coleção PEC – Projeto Escola e Cidadania – Física)
Por meio do estudo das máquinas térmicas, os autores apresentam conceitos básicos de Termodinâmica, algumas aplicações atuais e as consequências sociais do desenvol- vimento industrial moderno.
Carro: acelerador ou breque?, de Silas Martins Junqueira e Victor William Ummus (São Paulo, Editora do Brasil, 1. ed, 2000, Coleção PEC — Projeto Escola e Cidadania — Geografia) Os autores analisam, com base no modelo de desenvolvimento industrial e urbano, a adoção do carro como objeto de desejo e símbolo de status. Segundo os autores, o estudo da produção, do uso e da distribuição dos carros permite uma melhor compreensão dos efeitos econômicos, ambientais e espaciais desse modelo, assim como um debate sobre as contradições existentes entre o conforto individual e o bem coletivo.