A Energia e a Fotossíntese

Quando publicámos aqui o texto sob o título “Energias - Fontes e Formas” deixamos a promeça de voltar a abordar alguns temas com maior profundidade. O texto que se segue, da autoria do Doutor Carlos Grilo, explica de que forma a fotossíntese, captura o dióxido de carbono, e o transforma em matéria orgânica por efeito da luz solar. Este texto justifica porque é a bio energia uma energia renovável, e porque tem ela também origem na luz solar.

“A fotossíntese é o processo através do qual as plantas, seres autotróficos (seres que produzem seu próprio alimento), e alguns outros organismos transformam a energia luminosa em energia química. Para o efeito, utilizam o dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e minerais e produzem compostos orgânicos e oxigénio gasoso (O2). A fotossíntese pode ser compreendida como um processo físico-químico, traduzido pela seguinte equação geral:

Nas plantas, a fotossíntese ocorre ao nível dos cloroplastos

. Estes organitos possuem pigmentos fotossintéticos – clorofilas, carotenóides e ficobilinas – capazes de captar a energia luminosa.
A fotossíntese é um dos mais importantes processos bioquímicos uma vez que:
- é o único capaz de introduzir nova matéria orgânica (a partir de matéria inorgânica) nos ecossistemas, sendo por isso a base das cadeias alimentares.
- produz o oxigénio necessário à respiração celular, possibilitando desta forma a existência de seres vivos complexos.
- produziu o oxigénio que originou a camada de ozono, facultando deste modo a conquista do meio terrestre.”

Energias - Fontes e Formas

De onde vem a energia que nós consumimos?
Quais são as fontes que temos à nossa disposição?
Podemos considerar que toda a energia provem de não mais de quatro fontes básicas: O sol; a composição química da matéria, a força gravitacional dos astros e as fontes geotérmicas. Encontramos e utilizamos certamente a energia sob muitas formas, no entanto todas elas têm na sua origem uma destas fontes, quer por processos naturais, quer pela intervenção do Homem. Procuraremos em seguida relacionar cada uma destas fontes primárias com várias formas de energia conhecidas, como ponto de partida para o estudo mais aprofundado daquelas que, do ponto de vista das energias alternativas, nos vão ocupar particularmente.

O sol é indiscutivelmente a fonte primária de energia mais utilizada na actualidade, se não vejamos:
- Os combustíveis fósseis, não são mais do que grandes armazéns de energia, que foram formados pela natureza a partir de antigas florestas. Toda a energia contida nessas florestas, tem origem na fotossíntese (1), (que irá ser tratada com mais pormenor em texto posterior), que tem a sua origem na luz solar.
- Da mesma forma todas as utilizações tradicionais das resíduos florestais como as lenhas e carvões vegetais e os carvões vegetais e os mais recentes recursos aos Biocombustíveis utilizam, nas suas mais diversas formas, a energia “captada” pela fotossintese(1).
- A energia hídrica, que moveu as azenhas e hoje acciona as turbinas não existiria, não fosse a contribuição do sol para o ciclo da água, se bem que, neste caso aproveitamos o efeito combinado do sol com a força gravitacional da terra aproveitando a energia potencial em turbinas Francis ou Kaplan ou ainda transformando essa energia potencial(1) em energia cinética(1) que se aproveita numa turbina Pelton
- O vento, aproveitado ao longo dos séculos pelos moinhos, e mais recentemente, pelos aerogeradores para produção de energia eléctrica tem a sua origem nas diferenças de temperatura das maças de ar em dois pontos da superfície terrestre, as quis provocam diferenças de pressão e a consequente deslocação do ar da altas para as baixas pressões. Ora, o aquecimento das massas de ar é originado pelo sol, pelo que também aqui temos a fonte solar para a energia eólica.
- A energia das ondas é uma consequência directa da energia do vento, logo, dependente ela também do sol.
- O sol, pela sua acção directa, foi utilizado desde sempre para aquecer, mas também para secar cereais por exemplo, hoje utilizações como a solar térmica(1), ou fotovoltaica(1) estão grande desenvolvimento e são objecto de investigação para aumentar a eficiência.

A energia química é seguramente a segunda fonte mais utilizada, no conjunto das suas componentes:
- Os diversos tipos de pilhas, que utilizam a reacção entre dois ou mais elementos para produzir energia eléctrica.
- A energia nuclear(1), que utiliza a a reacção ao nível do núcleo de alguns elementos químicos, para produzir grandes quantidades de energia.

A força gravitacional dos astros, e a sua influência nas marés, foi utilizada durante anos pelo Homem nos moinhos de marés, e hoje desenvolvem-se novas tecnologias para o seu aproveitamento e conversão em energia eléctrica.

Fontes geotermica, proveniente dos fenómenos vulcânicos, utilizada desde muito cedo por exemplo nos açore para cozinhar alimentos, nas furnas, é uma das alternativas que está a ser aproveitada como mais um contributo para a solução dos problemas energéticos mundiais.

As fontes e formas enumeradas, podem em alguns casos ser convertidas em formas mais convenientes para o transporte e utilização como seja a energia eléctrica, ou ser directamente utilizadas para obter o nosso objectivo final, como sobe a forma de energia mecânica (a energia cinética utilizada quer nos transportes, que no fabrico de outros materiais), ou sobe a forma de calor.

A energia, no entanto, não se produz nem destrói apenas se transforma de umas formas a outras.

Quando falamos consumir energia, estamos na realidade a falar em transformar essa energia de uma forma a outra, e quando falamos em perdas de energia estamos a falar de quantidade, maiores ou menores, que escapam ao nosso controlo, e que que não conseguimos utilizar para o que nos propomos.
Grande parte desta energia “perdida” é na realidade libertada sob aforma de calor.

(1) – Será abordado em texto posterior.

Energia – Importância na evolução do Homem

Sendo este espaço dedicado ao futuro de energia, importa esclarecer o que se entende por energia, qual a sua importância na história da humanidade.
Que é afinal energia?...
Energia é tudo aquilo que produz trabalho, e aqui temos que entender trabalho de uma forma muito mais vasta do que a considerada pelo censo comum. Trabalho é neste caso, segundo o conceito físico, o de uma força que produz um movimento, mas é também o envolvido no raio de luz que nos permite ver o que nos rodeia, ou na radiação electromagnética que traz a nossa casa as emissões de televisão, é o necessário para cozer os alimentos mas também o que desenvolvemos ao caminhar, e em todas as actividades que possamos imaginar.
Sendo a energia a origem de todo o trabalho, podemos compreender a sua importância ao longo da história da humanidade. Verdadeiramente, desde a sua origem mais remota, o homem procurou controlar as várias formas de energia, e colocá-las ao seu serviço. Desde a utilização do fogo, para se aquecer, cozer os alimento, e trabalhar os metais, a domesticação dos animais par aproveitar a sua energia muscular, quer no transporte quer na agricultura, a construção dos moinhos de vento, das azenhas e dos moinhos de marés para aproveitar a energia do vento e do movimento da água. A cada nova forma de energia que o Homem conseguia controlar, correspondeu sempre um salto no desenvolvimento, veja-se por exemplo a invenção da máquina a vapor que esteve na origem da revolução industrial, a energia eléctrica com as suas redes de distribuição, que nos permite, para não falar das utilizações industriais, gestos tão simples como ligar o interruptor para acender a luz, ou dispor de uma maquina de lavar loiça ou roupa, ou o que representou para o sector dos transportes do motor de combustão interna ou do motor a reacção. Por tudo isto fica claro que o controlo da energia, é estratégico no desenvolvimento, e que quem dominar a tecnologia envolvidas nas novas energias terá do seu lado uma vantagem competitiva significativa.

Sustentabilidade

O conceito aplica-se aos mais diversos domínios da actividade humana, no entanto, tendo este espaço como tema a questão energética, será desse ponto de vista que o iremos abordar neste texto.

Para que uma dada forma de energia seja sustentável, terá forçosamente que garantir os pressupostos seguinte:

• Ser possível garantir o fornecimento continuado no tempo, com um horizonte se não ilimitado pelo menos tão distante quanto possível, através da utilização de meios técnicos economicamente viáveis.
• Que o impacto da sua utilização (obtenção,transporte, consumo, tratamento de eventuais resíduos) no ambiente sejam facilmente acomodados por este.

De todas as soluções até agora apontadas, nenhuma garante de momento uma absoluta sustentabilidade.

Sempre que apresentarmos aqui alguma forma de energia, procuraremos deixar pistas para a reflexão relativa à sustentabilidade da tecnologia envolvida no processo.