Emilio Lèbre La Rovere, D. Sc.

1. “ENERGIA E MEIO AMBIENTE” Emilio Lèbre La Rovere, D. Sc.

2. ENERGIA E MEIO AMBIENTE I – Introdução II – Conceitos e Definições II.1 – Meio Ambiente II.2 – Energia II.3 – Risco Tecnológico

3. ENERGIA E MEIO AMBIENTE III – Impactos Ambientais da Produção e Uso de Energia III.1 – Combustíveis Fósseis (carvão, petróleo, gás natural e xisto) III.2 – Energia Nuclear III.3 – Energia Hidroelétrica III.4 – Fontes Novas e Renováveis de Energia III.4.1 – Geotermia III.4.2 – Energia Solar III.4.3 – Energia Eólica III.4.4 – Biomassa IV. Conclusão Referências Bibliográficas

4. I – Introdução

5. I – Introdução

6. I – Introdução Os quatro principais riscos ambientais estão associados ao consumo de energia: • efeito estufa – produção excessiva de CO2 – pode afetar o clima do planeta • contaminação do ar das cidades pela indústria e pelos meios de transporte • chuvas ácidas – impactos sobre o solo, rios e lagos • riscos de acidentes em reatores nucleares: resíduos radioativos; desativação das centrais e instalações nucleares: contaminação por radiação Combustíveis fósseis – 1, 2, 3 Energia nuclear – 4 Três conseqüências importantes: • preservação do meio ambiente – ação internacional – complexa • planejamento energético – restrições ambientais • necessidade de uma política de conservação de energia nos países industrializados e no terceiro mundo

7. II – Conceitos e definições

8. II.1 – Meio Ambiente Definição de meio ambiente: tem que incluir o homem. Características dos impactos ambientais: - Diretos – indiretos - Curto – longo prazo - Curta – longa duração - Reversíveis – irreversíveis - Cumulativos ou não - Sinérgicos ou não

9. II.1 – Meio Ambiente (cont.) Características – dificuldades até de identificação Quantificação – ainda mais difícil – só em alguns casos Subjetividade intrínseca – diferentes grupos e opiniões Deterioração ambiental – depende de interação poluente – meio danos resultantes para: - Saúde da população - Recursos biológicos e sistemas biológicos - Patrimônio estético e cultural - Uso futuro dos recursos naturais Percurso: emissão – difusão – absorção – concentração

10. II.1 – Meio Ambiente (cont.) Metodologias de avaliação de impactos ambientais: • Sistemas cartográficos – superposição de mapas temáticos úteis para a análise da situação inicial • Matrizes causa – efeito: identificação dos impactos e análise comparativa – Ex.: matriz de Leopold • Sistemas de redes e grafos – identificação – úteis para verificar inter-relações (variante de B) • Listas de verificação e integração de indicadores: pesos relativos – hierarquização-seleção • Métodos quantitativos – modelos de predição: quantificação – seleção da alternativa ótima Nenhuma é satisfatória: dificuldades mais a necessidade de grande volume de dados – é preciso um aperfeiçoamento metodológico.

11. II.2 – ENERGIA • Energia – capacidade de realizar trabalho • Hoje energia é indispensável – bens e serviços

12. II.2 – ENERGIA (cont.) • Energia – capacidade de realizar trabalho • Hoje energia é indispensável – bens e serviços

13. II.2 – ENERGIA (cont.) Ao Longo de toda a Cadeia : Perdas Importantes Por Exemplo : (Brasil, 1983)

14. II.2 – ENERGIA (cont.) Causas das Perdas Energéticas: • Má concepção e Operação dos Equipamentos – Baixos preços da energia, pequena incidência no custo total, etc. • Segundo Princípio da Termodinâmica – Um nível mínimo de perdas é inevitável Rendimentos Energéticos: Menores que 100%. Para baixar a antropia dentro de um sistema, tem que se perder uma quantidade de energia, emitida para fora do sistema. Transformações Energéticas: Melhoram a qualidade da energia disponível para o consumidor final: Mais concentrada, mais fácil de transportar – Tem que se pagar um preço por isso.

15. II.2 – ENERGIA (cont.) Generalização: • Primeiro princípio da termodinâmica - Lei da conservação da energia • Teoria da Relatividade: E = M . C2 Energia -----------------Matéria • Atividade Econômica do Homem:Estruturação da Matéria para sua utilizaçãoÉ Necessária uma emissão de Matéria e/ou energia para o Meio AmbienteOrigem dos impactos ambientais.

16. II.3 – Risco Tecnológico Riscos ambientais da produção e uso de energia: • Impactos ambientais da operação normal das instalações energéticas • Riscos de acidente e catástrofes – Grande dano potencial ao meio ambiente.

17. II.3 – Risco Tecnológico (cont.) Três Conceitos Distintos de Risco Tecnológico: • Risco Direto = Valor esperado dos danos em Freqüência X Danos Conseqüências/ Eventos/Ano Conseqüência/ Ano Evento • Risco de catástrofe: Caso especial de 1: Probabilidade muito baixa, mas conseqüências enormes • Risco percebido pelo público: Subjetivo – Depende de quem é o responsável pela decisão de aceitá-lo ou não, da facilidade de sua compreensão, da experiência histórica no campo da informação difundida pelos meios de comunicação ...

18. II.3 – Risco Tecnológico (cont.) Gerenciamento dos Riscos • Identificação • Mensuração – Quantificação só é possível com elevada margem de erro • Avaliação – Necessita de Juízos de valor e portanto da participação da sociedade. • Controle – Uma alternativa possível é a internalização do risco pelo empreendedor, através de uma política governamental de dissuasão - Impostos e taxas, por exemplo.

19. II.3 – Risco Tecnológico (cont.) É perigoso adotar para o risco de catástrofes o conceito de risco direto! Lei dos Grandes Números - Em todas as atividades humanas difundidas em larga escala, o pior acidente acabou ocorrendo, mais cedo ou mais tarde.

20. III - Impactos Ambientais da Produção e Uso de Energia

21. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis • Mineração de Carvão • Saúde dos trabalhadores nas minas (pulmões, ruídos) • Risco de Acidentes: Incêndios, explosões, • Erosão e Acidificação do Solo – Necessidade de recomposição • Drenagem Ácida – Eliminação/Redução da vida nos recursos hídricos – Necessidade de selar minas abandonadas, tratamento químico, controle • Impactos negativos sobre os assentamentos humanos e sua Infra-Estrutura

22. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • Lavagem do carvão • Contaminação do ar (NO x SO x Material particulado) • Contaminação da Água (Finos de carvão em suspensão) se não houver reciclagem • Inutilização de grandes áreas para depósitos de rejeitos • Risco de combustão espontânea dos rejeitos

23. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • Exploração de Produção de Petróleo e Gás Natural • Risco de incêndios, explosões e vazamento ---- Danos aos trabalhadores e ao meio ambiente. • Pequenos Vazamentos --- Impactos pouco estudados sobre manguezais e estuários

24. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • Transporte de Petróleo • Forte expansão do comércio internacional --- Aumento da probabilidade e das conseqüências de um acidente. • Pequenos Vazamentos+ 35% do total – Impactos localizados • Risco de Vazamentos, explosões e incêndios em oleodutos, gasodutos e tanques de armazenamento e Gás e derivados do Petróleo

25. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • Refinarias de Petróleo • Emissões de SOX, NOX, COX, material particulado e compostos orgânicos na atmosfera B. Odor desagradável

26. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • Efluentes líquidos tóxicos, com óleo, fenóis, amônia, graxa e sólidos em suspensão ou dissolvidos – podem ser reduzidos com processamento adequado • Risco de incêndios e explosões Impactos de refinarias: importantes e em geral perto de aglomerações urbanas

27. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • PRODUÇÃO DE ÓLEO DE XISTO • Impactos análogos aos da mineração de carvão, porém em maior escala. • Rejeitos necessita de grandes áreas e acumula substâncias tóxicas na vegetação • Importante consumo de água no processo • Possível contaminação dos recursos hídricos (lençóis freáticos e cursos d’água) • PRODUÇÃO DE ÓLEO A PARTIR DE AREIAS ASFÁLTICAS • Impactos análogos aos da mineração, porém não é possível reutilizar o solo para fins agrícolas

28. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • COMBUSTÃO DE DERIVADOS DE PETRÓLEO, CARVÃO E GÁS • Emissão de poluentes na atmosfera: CO2, SOx, NOx, CO, material particulado, compostos orgânicos, traços de metais e radionuclídeos • Emissões do gás menores que as do petróleoEmissões do petróleo menores que as do carvão Três conseqüências importantes: • Chuvas ácidas: SO2 --- SO3 --- H2O --- H2SO4 NOx --- HNO3

29. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) Homem: responsável por 40% do enxofre da atmosfera, dos quais 75% a 85% vêm da queima dos combustíveis fósseis. Impactos: • Danos ao solo e à vegetação (raízes e folhas das plantas) • Eliminação da vida aquática, pelo aumento constante dos níveis de acidez, nos lagos, por exemplo.

30. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) C) Corrosão de edificações, estruturas metálicas, tubulações, veículos • Contaminação do Ar das Cidades • Problemas de Saúde (Pulmões) para a população urbana. • Medidas de controle: limites para as emissões, proibição do uso do Enxofre nas cidades, chaminés mais altas • Em geral: Custo das medidas de controle menor que os custos dos danos causados pela poluição, com a possível exceção do CO2 • Perigo: Apenas transferir a poluição – Por exemplo, chaminés industriais bem altas

31. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • Efeito Estufa:Aumento da concentração de CO2, principalmente na atmosfera – 280 PPM antes da revolução Industrial --- 340 PPM em 1980 --- 560 PPM em 2030. • O Desmatamento também contribui, em menor escala, para elevar a concentração de CO2 e outros gases também contribuem para intensificar o efeito estufa • Planeta de 1,5 a 4,5 ºC, em média, com maior aquecimento nas regiões polares --- Derretimento do Gelo --- Elevação do nível dos oceanos em 25 a 140cm --- Impactos sobre as cidades costeiras e as áreas agrícolas baixas; E as mudanças climáticas alterarão o regime de chuvas com graves conseqüências econômicas e sociais em muitos países.

32. III.1 Impactos Ambientais da Produção e Uso de Combustíveis Fósseis (cont.) • Incerteza atual é muito elevada; Porém não se pode esperar pelos estudos, até que seja tarde demais, para adotar medidas de controle: • Substituir carvão e petróleo por gás natural, que produz menos CO2 por unidade de energia • Maior utilização das fontes energéticas renováveis, em substituição aos combustíveis fósseis • Promoção de uma ampla política de conservação de energia • Assinatura de um acordo internacional estabelecendo o estudo e monitoramento do efeito estufa, e adotando uma política comum de redução da emissões dos gases que o provocam.

33. III.2 Energia Nuclear Energia Nuclear Produção: • Fusão Nuclear E=m.c2 “Quente” “Fria” (?) • Fissão Nuclear USO: • Bélico • Pacífico - Medicina - Traçadores - Geração Elétrica

34. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Ciência Tecnologia Combustível Transporte de Calor Elemento Moderador

35. III.2 Energia Nuclear (cont.) • 1986: 15% da eletricidade = 2% Energia Primária • 366 Reatores em operação, 140 em projeto • 85 --- 90% capacidade de produção = reatores LWR • Ciclo do combustível nuclear (LWR) : Mineração de Urânio --- Concentração --- Conversão --- Enriquecimento (de 0,7 a 3% U235) --- Fabricação do Elemento Combustível --- Reator --- • Processamento do Combustível • Irradiado --- Disposição Final dos Resíduos de Baixa e Alta Radioatividade --- Desmantelamento das Instalações Nucleares Desativadas

36. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Mineração de Urânio • Impactos de toda mineração (análogos á de carvão) • Trabalhadores expostos a radiação --- Câncer de Pulmão

37. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Concentração de Urânio • Utilização de grandes áreas • Efluentes líquidos com substancias tóxicas dissolvidas---Potencial de Poluição das águas do subsolo • Níveis de radiação muito mais baixos que na mineração--- Conversão, enriquecimento, fabricação do elemento combustível--- Sem impactos ambientais significativos

38. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Reatores • Eficiência térmica = 33% --- Emissão de dois terços do calor para o meio ambiente --- Impactos negativos sobre ecossistemas aquático e no Micro-Clima • Radiação em Pequenas Doses --- Trabalhadores e população local: É necessário estudar melhor seus efeitos

39. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Reprocessamento do Combustível Nuclear • Efluentes líquidos contendo CESIO 134 e 137, Estrôncio 90, Trítio • Emissões gasosas de Carbono 14, Criptônio 85 e Trítio

40. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Resíduos Radioativos: Em todo o ciclo • Maior Quantidade – Menor Radioatividade: Primeiras etapas---Tambores Especiais – Enterrados ou depositados sob Águas Profundas • Menor Quantidade – Maior Radioatividade: Etapas Finais---Teriam de ser solidificados e mantidos em isolamento por séculos --- Ainda não há solução satisfatória

41. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Principais Preocupações do Público com o Nuclear • Efeitos da Radiação dobre o homem (em todo o ciclo) • Segurança das instalações nucleares • Impactos ambientais dos resíduos radioativos • Produção de Plutônio – Risco de desvios para fins indevidos • Aspectos sociais, econômicos e políticos

42. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Importância dos Riscos: Muito maior que a dos impactos ambientais • Conseqüência de um acidente – Muito Graves; E sua probabilidade é crescente, devido a: • Multiplicação das instalações nucleares • Necessidades de transporte de materiais radioativos • Centrais nucleares da primeira geração – Mais baratas e menos seguras – Estão ficando velhas • Fator humano

43. III.2 Energia Nuclear (cont.) • Percepção Social do Risco é Ainda Mais Aguçada • Origem associada a associações militares • A radiação não é perceptível pelo homem • Falta de informação • Proximidade das centrais a grandes cidades • Temos de atos de Sabotagem – Terrorismo

44. III.3 – Hidroeletricidade

45. III.3 – Hidroeletricidade • Grandes Barragens --- Impactos a Jusante e na área do reservatório • Transformação do ecossistema --- Impactos da Natureza física, biologia, econômica, social, cultural • Impactos de Origem Física • Retenção dos sedimentos – Acelera erosão – Reduz capacidade do reservatório – Causa prejuízos á agricultura e á pesca a jusante. • Alteração do balanço de recursos hídricos - Possível redução da vazão média do rio, sobretudo em regiões áridas, devido a perdas na barragem • Peso do reservatório --- Possíveis problemas sísmicos; Terremotos de até 6 graus Richter – Perdas humanas e até rompimento da barragem • Mudança do micro-clima (necessita mais estudos)

46. III.3 – Hidroeletricidade (cont.) • Impactos de Natureza Biológica • Alteração da qualidade da água devido a estratificação na barragem: Sólidos – Temperatura --- Densidade diferentes • Matéria Orgânica e formação de H2S --- Odor desagradável e mortandade de peixes • Enchimento do reservatório: Mudança do ecossistema --- Problemas para a Fauna e Flora • Possíveis perdas de patrimônio genético, sobretudo em regiões de florestas equatoriais úmidas • Proliferação de plantas aquáticas --- Problemas para turbinas • Perigo de proliferação de esquistossomose e de mosquitos na represa

47. III.3 – Hidroeletricidade (cont.) • Impactos Econômicos: Também têm de ser contabilizados os seguintes custos: • Perdas da produção agrícola – Efetiva e potencial • Valor da madeira e dos recursos minerais perdidos na área inundada • Impactos Sociais • Grande migração durante a construção --- sobrecarga da infra-estrutura de assentamentos humanos • Necessidade de reassentamentos humanos • Alterações na vida da população ribeirinha a jusante • Possível contribuição para o desenvolvimento regional: irrigação, agricultura, pesca, turismo, pequenas indústrias...

48. III.3 – Hidroeletricidade (cont.) • Impactos de Natureza Cultural • Possíveis perdas de patrimônio arqueológico, paisagens, ... • Reservas indígenas • Além dos Impactos – Riscos de Acidentes: • Rompimento da barragem por falhas construtivas, terremotos, excesso de chuva ou má operação do reservatório – 0,01% : 1,5 por ano das 15000 em operação • Inundações mais graves a jusante

49. III.3 – Hidroeletricidade (cont.) • Hidroeletricidade: Riscos menores que impactos • Energia Nuclear: Riscos maiores que impactos

50. III.3 – Hidroeletricidade (cont.) Na Percepção do Público, porque: • Conseqüências dos acidentes com barragens: Menores e imediatas • Nuclear: Permanentes • Reservatórios em geral estão afastados das grandes cidades • Funcionamento de uma central hidroelétrica: Fácil compreensão • Experiência Histórica: Risco comprovadamente pequeno