Aula 10 - Recursos renováveis

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Recursos renováveis I
2ª série
Aula 10 – 2o bimestre
Química
Etapa Ensino Médio
Entalpia de combustão (eficiência energética); 
Recursos não renováveis (gasolina e diesel) e renováveis (biodiesel, biogás e etanol): impactos ambientais e sustentabilidade;
Materiais, combustíveis e energias alternativas (novas tecnologias). 
Analisar a matéria-prima e a produção de biocombustíveis.
Conteúdos
Objetivo
(EM13CNT309) Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.
Na aula anterior, investigamos a dependência do mundo quanto ao uso de combustíveis não renováveis e suas consequências. A partir desta aula, vamos investigar as fontes renováveis de combustíveis. Quais combustíveis renováveis você conhece? Quais as origens desses combustíveis? Qual a diferença entre eles? Será que todos eles produzem a mesma quantidade de energia?
Para começar
●Sugestão de tempo: 
●Para começar: 5 min
●Foco no conteúdo: 25 min
Observe as imagens a seguir, analise-as e responda às questões anteriores.
Virem e conversem
(4 minutos)
Para começar
Fontes de energia renováveis
Fontes de energia renováveis são aquelas que podem manter sua produção de forma contínua durante um longo período de tempo, desde que os recursos necessários se regenerem ou se mantenham ativos permanentemente.
Fontes de energia renováveis:
Hídrica;
Solar;
Eólica;
Biomassa;
Geotérmica;
Oceânica.
Foco no conteúdo
O que é biomassa?
A biomassa é a matéria orgânica proveniente de vegetais ou animais utilizada para a produção de energia. Nesse caso, não a consideramos como combustível fóssil, embora seja derivada da vida vegetal e/ou animal, pois os combustíveis fósseis são resultado de transformações que ocorrem em milhões de anos. 
Os combustíveis como etanol e biodiesel são exemplos de biocombustíveis produzidos por meio de biomassa. Esses biocombustíveis são matrizes energéticas com menor poluição e impacto ambiental, além de possuírem um grande potencial socioeconômico. 
Foco no conteúdo
Quais transformações químicas ocorrem na produção de etanol e biodiesel?
O etanol é obtido, principalmente, pela fermentação de açúcar (sacarose, glicose e frutose) e cereais que são extraídos da cana-de-açúcar, milho, beterraba, entre outros.
Produção de etanol
Foco no conteúdo
Quais transformações químicas ocorrem na produção de etanol e biodiesel?
Já na produção de biodiesel, o óleo é extraído dos vegetais e misturado ao etanol ou metanol na presença de um catalisador. 
Produção de biodiesel
Foco no conteúdo
Professor, durante a explicação, é importante explicar o significado das representações.
(ENEM-2011 – Adaptada) Os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, do milho e da cana-de-açúcar, e sua produção ocorre por meio da fermentação. Biocombustíveis derivados de materiais celulósico ou biocombustíveis de segunda geração — coloquialmente chamados de “gasolina de capim” — são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido, e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes.
DALE, B. E.; HUBER, G. W. Gasolina de capim e outros vegetais. Ago. 2009, nº 87 (adaptado).
O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quais:
Na prática
a) São matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente.
b) Oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos e deve-se ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis.
c) Sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrentes do fato da matéria-prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos.
Na prática
a) São matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente.
b) Oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos, e deve-se ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis.
c)  Sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrentes do fato da matéria-prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos.
Correção
Na prática
O que é o biogás?
O biogás é um biocombustível proveniente da decomposição de material orgânico de origem vegetal ou animal, que são decompostos e produzem uma mistura de gases que, em sua maior parcela, é composta pelo metano.
O meio de produção mais comum do biogás é a digestão anaeróbica, ou seja, uma fermentação na ausência do oxigênio. Em produções industriais, micro-organismos digerem a matéria orgânica (como esterco, palhas, bagaço de vegetais e lixo) em um reator controlado, produzindo biogás com 50% a 70% de metano. O biogás é uma fonte de energia renovável e sustentável que pode trazer diversos benefícios em comparação aos combustíveis fósseis, como:
Foco no conteúdo
Vantagens da produção e utilização de biogás
Redução de emissões de Gases do Efeito Estufa: o biogás é produzido a partir da matéria orgânica, como resíduos agrícolas e de alimentos, o que evita a liberação de metano na atmosfera, que é um gás de efeito estufa muito mais potente que o produzido a partir de carbono;
O biogás pode ser utilizado para produzir energia elétrica, além de contribuir para a geração de empregos;
Produção de fertilizantes: o resíduo sólido resultante da produção de biogás, conhecido como biofertilizante, é rico em nutrientes e pode ser utilizado como adubo para plantações;
Redução do impacto ambiental: o uso do biogás pode contribuir para a redução do impacto ambiental causado pelo descarte de resíduos orgânicos, além de evitar a contaminação do solo e da água.
Foco no conteúdo
Etapas de produção do biogás
Fonte: Raboni e Urbini (2014)
Foco no conteúdo
(Enem – 2021) Com o aumento da população de suínos no Brasil, tornou-se necessária a adoção de métodos para reduzir o potencial poluidor dos resíduos dessa agroindústria, uma vez que, comparativamente ao esgoto doméstico, os dejetos suínos são 200 vezes mais poluentes. Sendo assim, a utilização desses resíduos como matéria-prima na obtenção de combustíveis é uma alternativa que permite diversificar a matriz energética nacional, ao mesmo tempo em que parte dos recursos hídricos do país são preservados.
BECK, A. M. Resíduos suínos como alternativa energética sustentável. XXVII Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Anais ENEGEP, Foz do Iguaçu, 2007 (adaptado).
O biocombustível a que se refere o texto é o:
a)   Etanol                        b) Biodiesel
c)   Biogás                        d) Butano
Na prática
Correção
(Enem – 2021) Com o aumento da população de suínos no Brasil, tornou-se necessária a adoção de métodos para reduzir o potencial poluidor dos resíduos dessa agroindústria, uma vez que, comparativamente ao esgoto doméstico, os dejetos suínos são 200 vezes mais poluentes. Sendo assim, a utilização desses resíduos como matéria-prima na obtenção de combustíveis é uma alternativa que permite diversificar a matriz energética nacional, aomesmo tempo em que parte dos recursos hídricos do país são preservados.
BECK, A. M. Resíduos suínos como alternativa energética sustentável. XXVII Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Anais ENEGEP, Foz do Iguaçu, 2007 (adaptado).
O biocombustível a que se refere o texto é o:
a)   Etanol                        b) Biodiesel
c)   Biogás                      d) Butano
Na prática
Em seu caderno, produza um infográfico comparativo entre os combustíveis de origens fósseis e os biocombustíveis. Utilize o conhecimento construído nesta aula e nas aulas anteriores. Ao final, apresente-o aos seus colegas e compare os pontos em comum e os divergentes.
Aplicando
Analisamos a matéria-prima e a produção de biocombustíveis;
Avaliamos as potencialidades socioeconômicas e a redução de poluição e impactos ambientais de biocombustíveis em comparação aos combustíveis de origens fósseis.
O que aprendemos hoje?
LEMOV, D. Aula nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2023. 
RABONI, M.; URBINI, G. Production and use of biogas in Europe: a survey of current status and perspectives. Ambiente & Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science, v. 9, 3 Junho 2014. Disponível em: http://www.ambi-agua.net/seer/index.php/ambi-agua/article/view/1324/pdf_1012. Acesso em: 2 maio 2023.
SÃO PAULO (Estado). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Química – Ensino Médio – 2ª série – Volume 2. 2º bimestre. São Paulo: Seduc-SP, 2023. Disponível em: 
https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/04/EM_CNT_CP_2%C2%AA-s%C3%A9rie_V2_Web_11-04.pdf. Acesso em: 11 abr. 2023.
Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 4 - https://pixabay.com/pt/photos/cana-de-a%c3%a7%c3%bacar-doce-grama-276242/ ; https://pixabay.com/pt/photos/porco-semear-retrato-de-animal-752555/ ; https://pixabay.com/pt/photos/girass%c3%b3is-flores-campo-de-girassol-3792914/    
Slide 12 – https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-de-biogas-desenhada-a-mao_26411371.htm#query=biog%C3%A1s&position=36&from_view=search&track=sph    
Referências
Material
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