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SEÇÃO 1 A energia pode ser classificada em renovável ou não renovável, dependendo da capacidade de sua fonte se restaurar, ou seja, de ser utilizada ao longo do tempo sem que se esgote. Já as fontes de energia não renováveis foram originadas há milhares de anos e dependem dessa escala de tempo para ser renovadas, ou seja, considera-se que na escala de tempo da humanidade essas fontes não se renovam. A respeito deste tema, tem-se diferentes formas de energia: 1. Hidráulica; 2. Carvão Mineral; 3. Urânio; 4. Solar; 5. Lenha e carvão vegetal; 6. Biomassa de cana; 7. Petróleo e derivados; 8. Gás natural; 9. Eólica. Classifique dentre os exemplos abaixo quais fontes são renováveis. Escolha uma: a. 1, 4, 5, 6 e 9. b. 1, 2, 5, 7 e 8. c. 1, 3, 4, 6 e 9. d. 3, 4, 5, 6 e 8. e. 2, 4, 5, 7 e 9. Energia é um termo utilizado em ciência que se relaciona geralmente à capacidade de realizar trabalho. A respeito dos tipos de energia, assinale a alternativa incorreta. Escolha uma: a. A energia que não depende da existência de matéria entre um corpo e outro e que é transmitida por meio de ondas eletromagnéticas é a energia radiante. b. A energia cinética é diretamente proporcional à massa e à velocidade de um corpo em movimento. Todavia, acontece casos em que energia cinética não é nula mesmo com o corpo em repouso. c. A massa é um tipo de energia que pode ser convertida em outras formas de energia por meio de processos físicos. d. A energia gravitacional e a energia elástica são tipos de energia potencial e. A energia potencial tem relação com a configuração ou posição de um corpo em um sistema, podendo ser também vista como a energia “armazenada” em um objeto e que com a realização de trabalho será transformada em outros tipos de energia. As fontes de energia podem ser primárias ou secundárias dependendo da origem. As fontes primárias são originadas diretamente dos recursos naturais, já as fontes secundárias são as fontes de energia obtidas após uma transformação ou processamento. Com base nas definições apresentadas no enunciado, são apresentados quatro (04) tipos de energia primária que, a partir destas, são capazes de gerar uma fonte secundária de energia, sendo elas: Escolha uma: a. Calor, sol, vento e eletricidade. b. Sol, vento, eletricidade e urânio. c. Gasolina, gás natural, carvão mineral e sol. d. Água, sol, vento e petróleo. e. Eletricidade, gasolina, gás butano e vento. ATIVI APREND As fontes primárias são originadas diretamente dos recursos naturais e as fontes secundárias são as fontes de energia após uma transformação ou processamento. Escolha a alternativa que apresenta apenas fontes de energia primárias. Escolha uma: a. Etanol, sol, gás natural. b. Ventos, sol, gasolina. c. Gás natural, sol, urânio. d. Urânio, sol e óleo diesel. e. Gasolina, carvão mineral, e etanol. A energia hidrelétrica por barramento é gerada, basicamente, a partir da diferença de altura entre a água antes e depois da barragem de altura. Porém há uma pequena parcela de energia que é gerada pela vazão de água do rio. Já a energia eólica é gerada por meio do aproveitamento da velocidade do vento que faz as pás girarem em torno de um eixo. A energia hidrelétrica por barramento e a energia eólica são geradas principalmente a partir da transformação de que tipo de energia, respectivamente? Escolha uma: a. Cinética e potencial. b. Ambas potencial. c. Ambas cinética. d. Potencial e cinética. e. Massa e cinética. A fonte de energia elétrica que o Brasil tem maior dependência (segundo dados de 2015 da EPE) é a hidráulica e grande parte dessa energia é proveniente da região sudeste. Porém, já houve períodos de estiagem (pouca chuva) na região sudeste em alguns anos e isso reduziu bastante a reserva de água dos reservatórios das usinas. Nesses casos, para garantir o abastecimento energético do país, são acionadas termelétricas que suprem a falta de energia, principalmente nos horários de maior consumo no dia. Como a energia termelétrica é mais cara que a hidrelétrica, o custo da energia gerada no país aumenta, interferindo na tarifa para o consumidor final. As afirmativas abaixo discorrem sobre as consequências do aumento de tarifas de energia elétrica. I – Redução do poder aquisitivo das famílias, por gastarem mais com energia elétrica. II – Redução da competitividade das indústrias, pelo aumento dos custos de produção. III – Incentivo ao uso de medidas de eficiência no uso da energia. Analisando as afirmativas acima, escolha a alternativa correta. Escolha uma: a. Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras. b. Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. c. As afirmativas I, II e III são verdadeiras. d. Apenas a afirmativa III é verdadeira. e. Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras. SEÇÃO 2 As usinas em construção na região amazônica são vistas como forma de garantir o aumento da oferta de energia elétrica do Brasil. Porém, o processo de licenciamento ambiental de novas usinas nessa região nos últimos anos tem sido muito difícil e demorado, chegando a colocar em xeque novos investimentos. Em se tratando de fonte hidráulica para geração de energia elétrica, assinale a alternativa incorreta: Escolha uma: a. A fonte hidráulica pode gerar energia elétrica em hidrelétricas sem barragem, chamadas de hidrelétricas a fio de água. b. A fonte hidráulica é um recurso pouco disponível no Brasil. c. A fonte hidráulica é uma fonte que pode ser armazenada. d. A fonte hidráulica ainda foi pouco explorada na região norte do país. e. A fonte hidráulica é utilizada como principal fonte para geração de energia elétrica no Brasil. No mundo existem diversas fontes de energias renováveis e com o desenvolvimento tecnológico das últimas décadas, diversas delas se viabilizaram economicamente e foram melhoradas, visando aumentar a eficiência e gerar menos impactos ambientais e sociais. Isso abriu espaço para muitos avanços e mudanças nas formas tradicionais de geração de energia, havendo hoje diversos arranjos possíveis para uma mesma fonte de energia ser aproveitada. Considerando isso, marque a alternativa que classifica corretamente os itens a seguir, entre verdadeiro (V) e falso (F): I – A energia eólica não pode ser gerada no mar. II – A energia hidrelétrica pode ser gerada em usinas sem barramento de água. III – A energia solar heliotérmica tem o objetivo de apenas gerar energia térmica. IV – O biometano, gás proveniente do biogás, pode ser utilizado como substituto do gás natural. Escolha uma: a. V, V, F, V. b. V, F, V, F. c. F, V, F, V. d. F, F, V, F. e. F, V, V, V. “A partir da década de 1990, buscando eficiência e autonomia econômica, o setor elétrico mundial começa a passar por reformas estruturais em sua forma de operação, sofrendo influência da doutrina do estado mínimo no pensamento econômico. Como resultado destas reformas, que também ocorreram no Brasil, os segmentos de geração, transporte e comercialização de energia passam a ser separados, sendo administrados e operados por agentes distintos.” Sobre o setor elétrico brasileiro, assinale a alternativa que classifica corretamente as alternativas entre verdadeiras e falsas. I – Atualmente o setor elétrico tem apenas empresas públicas. II – A Agência Nacional de Energia Elétrica é responsável pela regulação e fiscalização. III - O primeiro requisito para compra de energia no ambiente livre de comercialização é ter carga instalada superior ou igual a 3 MW e consumo em tensão superior ou igual a 69 kV. Escolha uma: a. F, V, F. b. F, V, V. c. V, V, F. d. V, V, V. e. F, F, F. Seção 3 Ativ dia Na China, estão as mais altas torres de transmissão de eletricidade, com 370 m de altura,distantes cerca de 2,3 km uma da outra. Trata-se da linha de 230 kV de Zhoushan, inaugurada em 2009, em que cada torre de aço pesa 4300 toneladas. As afirmativas abaixo abordam os sistemas de transmissão de energia elétrica. I – Para reduzir a bitola dos condutores de energia elétrica nas linhas de transmissão, na saída das usinas, eleva-se a corrente elétrica para que a tensão diminua. II – O tipo de corrente mais utilizado para transmissão de energia elétrica é a contínua. III – Cabos de alumínio são muito utilizados como condutores por terem custo menor que cabos de cobre. Analisando as afirmativas acima, escolha a alternativa correta: Escolha uma: a. F; V; V. b. V; F; V. c. F; F; V. d. V; V; V. e. F; F; F. Na atualidade, os sistemas trifásicos de energia elétrica são os mais utilizados, mas nos primórdios da utilização da eletricidade, o sistema mais utilizado era o monofásico. Assinale a alternativa que possui a definição de sistema trifásico de energia elétrica. Escolha uma: a. Sistema composto por duas ondas senoidais defasadas em 90º entre si. b. Sistema composto por 13 ondas senoidais defasadas em 120º entre si. c. Sistema composto por três ondas senoidais defasadas em 120º entre si. d. Sistema composto por três ondas senoidais defasadas em 90º entre si. e. Sistema composto por corrente contínua. Um sistema monofásico de energia elétrica é formado por uma fase e um neutro, podendo ser de corrente contínua ou alternada. O sistema monofásico é comum em redes elétricas de curta distância, como de residências e de áreas rurais. As afirmativas abaixo discorrem sobre as os sistemas monofásicos de energia elétrica. I – Um motor monofásico é menor que seu correspondente trifásico de mesma potência. II – Para acionamento de um motor de corrente alternada, com uma fonte monofásica, é necessário ter um circuito adicional para o arranque. III – O sistema monofásico é muito utilizado para iluminação, aquecimento e grandes motores elétricos. Analisando as afirmativas acima, escolha a alternativa correta: Escolha uma: a. V; V; F. b. F; V; F. c. F; V; V. d. V; V; V. e. V; F; F. Avalia uni “Energia, em grego, significa “trabalho” (do grego enérgeia e do latim energia) e, inicialmente, foi usada para se referir a muitos dos fenômenos explicados através dos termos: “vis viva” (ou “força viva”) e “calórico”. A palavra energia apareceu pela primeira vez em 1807, sugerida pelo médico e físico inglês Thomas Young. A opção de Young pelo termo energia está diretamente relacionada com a concepção que ele tinha de que a energia informa a capacidade de um corpo realizar algum tipo de trabalho mecânico” A respeito de energia, assinale a alternativa correta. Escolha uma: a. São exemplos de fontes renováveis de energia a biomassa, o carvão mineral, a hidráulica, o biodiesel, a eólica, o biogás, o gás industrial de carvão vegetal, entre outros, enquanto que as fontes não renováveis podem ser exemplificadas pelo petróleo e derivados, o gás natural, o carvão vegetal e o urânio. b. A energia radiante é a energia transmitida por meio de ondas eletromagnéticas e depende da existência de matéria entre um corpo e outro. c. A energia cinética se refere ao movimento de um corpo e é inversamente proporcional à massa e à velocidade do corpo que se movimenta. Assim se o corpo estiver em repouso, a energia cinética será nula. d. A massa é uma forma de energia que surgiu no âmbito da física moderna (física quântica e relativística). Um corpo em repouso pode ter sua massa convertida em energia por meio de processos físicos. Esse conceito de equivalência entre massa e energia é expresso na equação de Albert Einstein. e. A energia potencial tem relação com a configuração ou posição de um corpo em um sistema, podendo ser também vista como a energia “armazenada” em um objeto e que com a realização de trabalho será transformada em outros tipos de energia. Há dois tipos de energia potencial: a gravitacional e a flutuante. Os sistemas elétricos de potência entregam energia aos seus consumidores que, por sua vez, fazem uso desta para uma variedade de propósitos. Enquanto que potência e energia estão intimamente relacionadas, consumidores tipicamente pagam pela energia que eles recebem, e não pela potência. A potência necessária para suprir a demanda, todavia, é uma grande preocupação para os agentes do setor elétrico, pois estes têm o dever de fornecer energia com qualidade a todo instante de tempo. Neste cenário, os sistemas polifásicos têm uma importância fundamental para garantir um adequado fornecimento da energia elétrica. A respeito de sistemas polifásicos, pode se afimar que: Escolha uma: a. À escolha pelo sistema trifásico sobre os monofásicos é que permite transmissão de potência de forma mais econômica, por demandar menos material e gerar menos perdas nos condutores, tornando seu uso mais eficiente. b. Os sistemas bifásicos são os mais comuns na geração, transmissão e também na utilização em alta potência, por serem mais eficientes e econômicos. c. Um sistema monofásico de energia elétrica é formado por apenas um fio, podendo ser de corrente contínua ou alternada, e que ocorre normalmente em redes elétricas de curta distância, como de residências e de áreas rurais. d. Os sistemas trifásicos são comumente encontrados em áreas rurais e são compostos por três fios, sendo duas fases e um neutro. e. Um sistema polifásico é formado por duas ou mais ondas sinusoidais iguais com diferença de fase constante. Os sistemas polifásicos de energia mais utilizados são os sistemas bifásicos, compostos por duas ondas senoidais defasadas em 120º entre si, e os sistemas trifásicos, compostos por três ondas senoidais defasadas em 180º entre si. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Suponha que você é o engenheiro responsável por elaborar um relatório técnico de diretrizes de planejamento energético de um país. Para cumprir esse desafio, você se aprofundou a respeito das características econômicas, sociais e geográficas desta região. Tais características puderam ser inferidas: - É um país de 3º mundo, mas com economia em desenvolvimento. - Possui uma vasta costa marítima e rios caudalosos recortando todo o território. - É um país tropical em que parte do território nacional recebe elevados níveis de irradiação solar e elevados níveis de velocidade dos ventos, mas este último de maneira irregular ao longo do ano. - Seus países vizinhos têm disponibilidade energética para importação e exportação a custos moderados. - Sua economia é baseada na mineração e em outras indústrias pesadas, que requerem grandes montantes de energia, todavia com altos níveis de qualidade e confiabilidade. - Possui um nível moderado de reservas minerais e petrolíferas. - Atividade florestal e agropecuária é apenas para a indústria alimentícia. A respeito do planejamento energético deste país: I. Do ponto de vista técnico e de custos, apenas, as fontes mais promissoras para aumento na oferta de energia no país seriam: (i) hidráulica [alta participação]; (ii) termelétricas [moderada participação]; (iii) painéis solares fotovoltaicos [baixa participação]; (iv) turbinas eólicas [baixa participação]; (v) nuclear [moderada participação]. II. Considerando a questão ambiental juntamente com questões técnicas e custos, a participação das termelétricas deve se tornar baixa ou inexistente. Os painéis solares fotovoltaicos, as turbinas eólicas e/ou a nuclear, por sua vez, devem ter uma participação moderada ou alta pela carência de termelétricas. Contratos de importação e exportação de energia com os países vizinhos para suprir a demanda em períodos de escassez se tornam ainda mais importantes. III. Do ponto de vista de técnico e ambiental, apenas, ignorando os custos, destaca-se a necessidade de sistemas de armazenamento de energia para lidar com as intermitências das fontes de energia não despacháveis, como a solar e a eólica. Assinaleas alternativas corretas. Escolha uma: a. As afirmativas I e II. b. As afirmativas I e III. c. Somente a afirmativa III. d. As afirmativas II e III. e. As afirmativas I, II e III. Os sistemas elétricos de potência, de maneira sucinta, são constituídos de usinas de geração de energia elétrica, torres e postes de energia, cabos, para-raios, isoladores, equipamentos de proteção, equipamentos de medição, subestações elevadoras e abaixadoras de tensão (que incluem transformadores e outros equipamentos de proteção e medição) e cargas. De acordo com os sistemas elétricos de potência, é incorreto afirmar que: Escolha uma: a. A função dos isoladores é apenas de fornecer o necessário isolamento entre os condutores da linha de transmissão e as torres, evitando qualquer corrente de fuga para o solo. Os isoladores precisam ter baixa rigidez mecânica, baixa resistência elétrica, baixa permissividade relativa, não porosidade e estar livre de rachaduras. b. Na topologia de um sistema elétrico de potência típico, os sistemas de transmissão incluem todos os elementos à jusante das usinas de geração, no ponto de conexão com as subestações de elevação de tensão, até o ponto de conexão com as subestações de redução de tensão. c. A função dos sistemas de transmissão e de distribuição de energia é de transportar a energia elétrica dos grandes centros produtores de energia aos consumidores finais. d. De acordo com os níveis de tensão normalmente utilizados para as linhas de transmissão e subtransmissão no Brasil, padronizou-se os seguintes níveis das tensões para transmissão: 750, 500, 230, 138 e 69 kV e subtransmissão: 138, 69 e 34,5 kV. e. A função das faixas de servidão é de garantir a segurança da operação e evitar perturbações em instalações próximas. As faixas de servidão e as distâncias mínimas entre a rede e diversos tipos de instalações são definidas em normas técnicas e são calculadas conforme a tensão de operação, sendo esta relação de distâncias e níveis de tensão diretamente proporcional, i.e., quanto maior os níveis de tensão, maior deve ser a faixa de segurança. “As cidades em rápida evolução impulsionarão a transformação do sistema energético global no século XXI. As cidades já representam cerca de dois terços do consumo mundial de energia e uma proporção ainda maior das emissões de dióxido de carbono relacionadas com a energia. À medida que a população urbana cresce para os dois terços projetados do total mundial até 2030, essa demanda atinge proporções assustadoras. Em todo o mundo, os tomadores de decisão enfrentam uma escolha importante. Será que eles vão atender essa demanda crescente com tecnologias convencionais? Ou procurarão sistemas mais saudáveis, mais sustentáveis e oferecerão aos cidadãos novas oportunidades econômicas?” A respeito de uso eficiente de energia, energias renováveis e aspectos socioeconômicos de um país, assinale a alternativa correta. Escolha uma: a. Os pesquisadores têm mostrado nos últimos anos que, em termos de energia solar, a energia heliotérmica tem um futuro mais promissor que a energia solar fotovoltaica. b. A energia nuclear é uma fonte de energia renovável, cujo processo de transformação de energia aproveita de conceitos utilizados em termelétricas, e, por ser capaz de produzir grandes montantes de energia, o Brasil e o mundo visa construir cada vez mais usinas deste tipo a fim de reduzir a emissão de gases de efeito estufa. c. Em países como o Brasil, cuja maior parcela de energia é proveniente de fontes hidráulicas, a utilização de combustíveis fósseis é uma opção para suprir a demanda em épocas de estiagem. d. O planejamento e a operação do setor elétrico brasileiro é descentralizada com verticalização do setor produtivo. e. Os indicadores socioeconômicos revelam uma relação inversamente proporcional ao consumo de eletricidade em um país. Ativ Diagnos Os isoladores em uma linha de transmissão de energia elétrica têm um papel fundamental para a segurança no transporte da energia elétrica. Os isoladores em uma rede de transmissão de energia elétrica, portanto, têm a função de: I. Escoar o excedente de corrente de condutores da linha de transmissão para o solo. II. Fornecer o necessário isolamento entre os condutores da linha de transmissão e as torres, evitando qualquer corrente de fuga para o solo. III. Sustentar mecanicamente os cabos. Analisando as afirmativas acima, escolha a alternativa correta: Escolha uma: a. As afirmativas I e III. b. Somente a afirmativa III. c. As afirmativas I, II e III. d. As afirmativas I e II. e. As afirmativas II e III. Na engenharia, como um todo, sabemos que o papel do engenheiro é propor soluções para problemas complexos visando prioritariamente garantir a segurança das instalações e das pessoas, a eficácia de sistemas e processos e custos reduzidos. Dentro desses aspectos, todavia, insere-se uma variedade enorme de avaliações a serem realizadas com o intuito de qualificar e quantificar eficiência, confiabilidade, robustez, entre outras coisas, desses sistemas e/ou processos, a fim de avaliar até que ponto podemos maximizar aqueles objetivos prioritários. Os sistemas polifásicos – aquele que contempla os sistemas monofásicos, bifásicos e trifásicos – não são exceção a esta afirmativa. Historicamente, os sistemas de energia foram concebidos com uma única fase e um único neutro e, em seguida, verificou-se que existem diversas vantagens em se aumentar esse número de fases. Dentre as vantagens de um sistema trifásico sobre um sistema monofásico, assinale a afirmativa incorreta. Escolha uma: a. A potência total em um sistema trifásico equilibrado é constante em comparação a uma potência pulsante em um sistema monofásico. b. Usa menor quantidade de cobre ou alumínio para entregar a mesma potência, logo, por demandar menos material, é mais econômico. c. Os geradores e motores trifásicos são fisicamente menores e mais leves em relação ao seu equivalente monofásico. d. Motores trifásicos tem um menor fator de potência que motores monofásicos. e. A potência total em um sistema trifásico nunca é nula, enquanto que em sistemas monofásicos a potência se anula a cada meio ciclo da onda senoidal de 60 Hz, logo, em motores monofásicos, por exemplo, estes só continuam girando nestes instantes graças à sua inércia. Os sistemas elétricos de potência típicos são constituídos pela geração, transmissão e distribuição da energia elétrica. A geração transforma outras formas de energia em eletricidade, enquanto que o transporte desta é realizado pelos sistemas de transmissão e de distribuição de energia. As cargas, por sua vez, podendo ser encontradas tanto a nível de transmissão como de distribuição da energia, correspondem aos consumidores finais. A respeito do funcionamento e da importância dos sistemas de transmissão e distribuição da energia, tem-se que: I. Geradores e cargas podem ser conectados em Estrela, também chamado de Delta, ou Triângulo, também chamado de Y. II. Sem os transformadores de potencial, a transmissão de energia a longas distâncias seria inviável. III. O cobre e o alumínio são materiais muito utilizados na composição de cabos de linhas de transmissão devido às suas características de alta condutibilidade, baixo custo, boa resistência mecânica, alta resistência à oxidação e baixo peso específico. IV. A distribuição primária de energia elétrica no Brasil, tipicamente, possui a tensão de 13,8 kV, e a distribuição secundária, de 220 ou 127 V. V. A faixa de servidão corresponde a distância mínima entre as linhas de transmissão e quaisquer outras instalações. A principal função é garantir a segurança da operação da rede e evitar perturbações em instalações próximas. Analisando as afirmativas acima, assinale a alternativa que contempla as corretas. Escolha uma: a. Afirmativas III, IV e V. b. Afirmativas I e II. c. Afirmativas II e IV. d. Afirmativas I, II, III, IV e V. e. Somente a afirmativa IV.