Uriel Manteroni
23/10/2010 - 16:24
Caro Prof. Daniel,

NÒo entendi o conceito de balanþo de energia. O senhor afirma que nÒo podemos criar nem destruir a energia, mas em seu texto o senhor fala que o balanþo de energia da cana-de-aþ·car Ú 1:8, ou seja 1 unidade de petr¾leo produz 8 unidades de ßlcool? Isto nÒo Ú produþÒo de energia? Obrigado.

Daniel Albiero
23/10/2010 - 18:30
Resposta a Uriel Manteroni:

Olß Uriel,

Muito obrigado por seu comentßrio.

Vou tentar sanar sua d·vida da melhor forma possÝvel. Em primeiro lugar eu reafirmo o que escrevi a respeito da conservaþÒo da energia. A ciÛncia nÒo tem muitas certezas Uriel, mas em relaþÒo a conservaþÒo de energia pode acreditar Ú uma certeza fortemente lastreada!! e por dados cientÝficos!!! Exaustivamente obtidos analisados e testados!!

Este conceito (balanþo de energia) Ú um conceito simples Uriel, mas de difÝcil cßlculo. O balanþo de energia envolve uma conta de divisÒo, tudo que SAI dividido por tudo que ENTRA no sistema, assim ao se dividir 1 (energia do ßlcool) por 0,124 (energia do petr¾leo), tem-se 8,06. + difÝcil calcular o balanþo de energia porque Ú uma tarefa ßrdua medir todas as entradas de energia em um sistema, no caso do ßlcool de cana: os processos agrÝcolas envolvidos, a destilaria, o transporte, etc. A aparente transgressÒo da lei da conservaþÒo da energia neste balanþo energÚtico Ú devido a vocÛ nÒo considerar o sistema de forma global. Simplificando vocÛ esquece que o ßlcool de cana somente existe porque o homem converteu o aþ·car em ßlcool atravÚs de uma destilaria, mas o aþ·car somente existe porque a natureza converteu molÚculas e luz solar em aþ·car atravÚs da fotossÝntese, enfim... a energia proveniente do sol Ú armazenada no aþ·car, se fizermos todas as contas atÚ os ·ltimos detalhes (inclusive considerando as energias desperdiþadas) vocÛ verß que a conta fecha e que o princÝpio da conservaþÒo de energia prevalece. No entanto ao se fazer o balanþo energÚtico ôtÚcnicoö nÒo consideramos a luz solar, mas somente as entradas em petr¾leo (e seus equivalentes) e a saÝda em ßlcool.

Neste contexto n¾s temos o custo-benefÝcio, ou seja, que fonte de energia, em termos de transformaþÒo energÚtica, nos oferece menos custos econ¶micos, ambientais e sociais? No caso de meu exemplo o ßlcool de cana tem um melhor custo benefÝcio do que o ßlcool de milho, porque a energia concentrada do petr¾leo quando utilizada para a produþÒo de ßlcool de cana "rende" quase 8 vezes mais do que o ßlcool de milho.

Espero que tenha respondido sua d·vida.

Uirá do Amaral
25/10/2010 - 15:41
Prezado Prof. Daniel,

Adorei a abordagem feita sobre o assunto.
Quando se pensa em sequestro de carbono/estoque de carbono no solo, qual a relaþÒo de entrada e saÝda de energia...e se exite efeito da entropia nesses processos?

Daniel Albiero
25/10/2010 - 23:23
Resposta a Uirß do Amaral:

Olß Uirß,

Obrigado por seu comentßrio.

Bem, sua questÒo envolve dois conceitos distintos, que estÒo relacionados mas nÒo de forma simples: 1-Sequestro de carbono-estoque de carbono no solo e 2-entropia de processos.

O conceito de sequestro de carbono Ú um termo tÚcnico que ficou famoso depois da conferÛncia de Kioto, e sua fama veio de uma esperanþa de diminuir os efeito do gßs carb¶nico (InorgÔnico) no processo de aquecimento global atravÚs do efeito estufa. A discussÒo sobre o sequestro de carbono paira em muitas controvÚrsias, polÛmicas e d·vidas, tanto tÚcnicas como econ¶micas, para nÒo dizer polÝticas. Muito do que Ú escrito nÒo Ú "imparcial" como deveria ser (a ciÛncia?), pois diversas quest§es geopolÝticas estÒo envolvidas. Mas sendo "estritamente" tÚcnico na resposta, Ú precisa pontuar o conceito de sequestro de carbono, que pode ser definido simplificadamente como: a absorþÒo de gßs carb¶nico InorgÔnico da atmosfera por diversos agente tais como florestas nativas ou comerciais, culturas agrÝcolas, sistemas agroflorestais, recuperaþÒo de ßreas degradadas e etc., que irÒo atuar no fim das contas em funþÒo da fotossÝntese, transformando este carbono InorgÔnico em carbono OrgÔnico. A questÒo do estoque de carbono no solo jß parte do pressuposto que existe uma quantidade de carbono OrgÔnico no solo que deve ser mantida e se possÝvel aumentada atravÚs da incorporaþÒo dos restos vegetais, no entanto deve-se tomar cuidado com a decomposiþÒo ou tecnicamente falando com a mineralizaþÒo deste carbono OrgÔnico, pois se certas condiþ§es limites forem ultrapassadas o estoque diminui em vez de aumentar, estas condiþ§es dependem do clima, do tipo de solo, da fertilidade deste solo, do manejo que se faz da cultura e do solo e Ú claro do tipo de resÝduo vegetal.

Muito bem Uirß, por quÛ me delonguei tanto na definiþÒo destes termos? Porque quando se escreve ou se fala de sequestro de carbono as quest§es de balanþo energÚtico sÒo um fim, nÒo um comeþo, ou seja se faz estudos de sequestro de carbono para se quantificar entradas e ou saÝdas de energia (proveniente da relaþÒo carbono InorgÔnico/carbono OrgÔnico) para se quantificar um balanþo energÚtico maior, por exemplo do plantio direto de soja, portanto no balanþo energÚtico de soja no SPD, as "entradas" e "saÝdas" de carbono OrgÔnico e InorgÔnico sÒo contabilizadas separadamente no balanþo, de tal forma que constituirÒo adiþ§es ou subtraþ§es na conta global do balanþo energÚtico geral. Portanto quando se escreve que tal cultura "absorveu" x toneladas de carbono este valor Ú contabilizado em termos de energia no balanþo energÚtico final, nÒo em um balanþo energÚtico do solo por exemplo. O que existe sim, Ú um balanþo de carbono, que estß intimamente ligado ao ciclo de carbono na atmosfera (que estß na moda hoje com o aquecimento global), portanto pensando em estoque de carbono no solo, o que se contabiliza, Ú em funþÒo de tal cultura em tal situaþÒo edafo-climßtica, ou seja quanto de carbono OrgÔnico existia no solo antes e depois da implantaþÒo desta cultura, mas estamos falando de toneladas de carbono, nÒo de Mega Joules de energia. + claro que vc poderia contabilizar as toneladas de carbono como energia, mas nÒo Ú usual se realizar um balanþo energÚtico tÒo localizado (balanþo energÚtico somente do carbono do solo).

Quanto a entropia, Ual...!!!, vc foi longe...!! NÒo vou me arrisca a pontuar o que Ú entropia Uirß, porque o conceito de entropia estß na mesma categoria do conceito de energia. Ou seja, nem os fÝsicos-termodinamicistas sabem!! Por incrÝvel que pareca, sua pergunta em relaþÒo a entropia pode se enveredar tanto para quest§es tÚcnicas como para quest§es filos¾ficas!!! Existe efeito da entropia no balanþo de energia, ou no sequestro de carbono? Claro, alißs filosoficamente falando Uirß, a entropia meu amigo tem efeito em tudo no universo!!! Desde o nascimento atÚ a morte de tudo: de vocÛ, de mim, de uma ßrvore, de uma estrela, de uma galßxia, e talvez atÚ do universo (uma corrente (nÒo negligencißvel) de cosm¾logos garante que o universo vai acabar um dia!!!). Quando se fala de entropia Uirß, estamos falando da segunda lei da termodinÔmica, e pode acreditar, nesta lei todo mundo acredita, e se refere a irreversibilidade dos sistemas (traduzindo em um ditado popular: "quando a gente nasce, a gente jß comeþa a morrer), nunca vi, e acho que nunca vou ver alguÚm que nasce velho e morre bebe!!. Simplificando, a segunda lei da termodinÔmica (vulgo entropia) diz que todo sistema sempre tende a desorganizaþÒo e que Ú impossÝvel o contrßrio. A matemßtica e a fÝsica envolvida nesta frase Uirß, nÒo de forma alguma trivial, e qualquer professor de termodinÔmica passa umas boas aulas tentando esclarecÛ-la de forma cientÝfica, e por quÛ Ú tÒo difÝcil, porque no fundo a entropia vai para o lado da filosofia, assim como a energia, enfim...Parando de viajar...Normalmente quando se escreve sobre entropia em quest§es de sequestro de carbono, estß se referindo a uma medida termodinÔmica que tambÚm se chama entropia e Ú uma propriedade do sistema, esta propriedade Uirß Ú um "n·mero" ou se preferir Ú uma "quantidade" intrinseca do sistema e Ú independente do "caminho" que seu sistema percorre, somente importa o inÝcio e o final desta quantidade, por exemplo se vc derruba um copo de vidro no chÒo e o copo se quebra, a entropia deste copo Ú calculada somente em funþÒo do grau de organizaþÒo do copo antes de quebrar e depois de quebrar, nÒo importa se no meio do caminho vc tentou salvar seu copa e bateu com a mÒo nele e ele se quebrou em 2 partes antes de atingir o chÒo, o que importa Ú que antes de cair ele era um copo, depois se tornou 40 cacos!! Bem encurtando a hist¾ria quando ocorre o sequestro de carbono, ocorre uma diminuiþÒo momentÔnea da entropia, pois, o carbono do gßs carb¶nico tinha uma entropia, mas ao ser absorvido pela planta, e ap¾s as reaþ§es bioquÝmicas e a atuaþÒo da luz solar, ele se torna um carbono de uma molÚcula complexa de glicose, que Ú muito mais "organizada" do que uma molÚcula de gßs carb¶nico, ou seja este carbono foi complexado, a entropia diminuiu, entÒo a fim da vida do vegetal, este carbono pode estar em alguma estrutura de algum resÝduo que serß incorporado ao solo e por lß ficarß...a entropia ainda Ú menor do que a inicial, entÒo neste contexto, sim, a entropia tem efeito no sequestro de carbono, assim como no balanþo energÚtico pois, ela entra na conta de uma forma ou de outra, pois a energia interna de qualquer sistema Ú funþÒo da entalpia (outra loucura-por favor nÒo pergunte sobre ela!) e da entropia. Mas nÒo se iluda, mais tarde ou mais cedo a segunda lei da termo vencerß e aquele carbono vai perder "sua complexidade" e tenderß a aumentar a sua entropia , atÚ mais do que quando ele estava apenas na atmosfera como gßs carb¶nico.

Espero que eu tenha respondido sua pergunta.

Julio Centeno
26/10/2010 - 14:36
Eu gostaria de fazer dois comentßrios.
O primeiro Ú sobre o balanþo energÚtico. Creio que o colega irß concordar que qualquer troca de estado energÚtico produz uma perda de energia e que portanto, nÒo pode existir balanþo energÚtico positivo.

O segundo comentßrio, Ú sobre a expressÒo energia renovßvel utilizada frequentemente em referencia aos combustÝveis "verdes". Esquecemos que eles utilizam fertilizantes, que alÚm de nÒo renovßveis, deveriam ser destinados a fins mais nobres - como o de produzir alimentos. NÒo quero, de forma alguma, desconsiderar a validade do esforþo de utilizaþÒo dos combustÝveis "verdes" - eles teem seu mÚrito neste momento. No entanto, alardear que eles sÒo renovßveis jß Ú demais.
Abraþos e parabÚns pela escolha do assunto.

Daniel Albiero
26/10/2010 - 20:39
Resposta a J·lio Centeno:

Olß J·lio,

Obrigado por seus comentßrios.

Em relaþÒo ao balanþo energÚtico, vocÛ estß absolutamente certo. Se forem realizadas todas as contas de forma global, desde o cßlculo da reaþÒo nuclear do sol atÚ os litros de ßlcool, com todos os detalhes, todas as entradas e saÝdas, e analisando as condiþ§es de contorno varißveis e transientes em um sistema tÒo complexo...na melhor das hip¾teses, pensando em um mundo dos sonhos (imaginßrio!!) no mßximo se consegue zerar o cßlculo de energia lÝquida, ou seja ele Ú nulo (mas isto somente se o universo tivesse processos reversÝveis-o que nÒo Ú o caso), portanto de forma global e termodinamicamente escrevendo, devido a segunda lei da termodinÔmica ( aumento da entropia), o balanþo energÚtico em qualquer sistema humano serß sempre menor do que um, ou se preferir a cßlculo da energia lÝquida sempre serß negativo, pelo ·nico e simples fato que qualquer coisa que o homem faþa sempre gerarß "desperdÝcio" de energia. No entanto vou provocar vocÛ...ultimamente com os avanþos da mecÔnica quÔntica e da relatividade, muito de nossa fÝsica tem sido colocada em questÒo, e muitos cientistas tem encontrado condiþ§es de contorno (principalmente pensando em cosmologia-gravidade quÔntica/tßquions) em que as entradas e saÝdas nÒo seguem a segunda lei, nÒo pelo menos do jeito que a gente estß acostumado, e nÒo podemos esquecer que desde os tempos de S¾crates os homens tentam construir uma mßquina motocontÝnua, algumas atÚ bem interessantes, serß que um dia nÒo chegaremos lß? No entanto o balanþo energÚtico como mÚtodo de comparaþÒo entre eficiÛncias de transformaþ§es energÚtica Ú muito ·til, mesmo que se limite a certos "trechos" do sistema.

Em relaþÒo ao seu segundo comentßrio, apenas considerando quest§es tÚcnicas tambÚm concordo!! Realmente se nossa cana ou milho realmente gerassem energia renovßvel no sentido estrito, estarÝamos infringindo a segunda lei, nÒo somente pela questÒo do fertilizante, mas principalmente pelo balanþo energÚtico, poderÝamos considerar os combustÝveis "verdes" como sistemas agrÝcolas que fecham um ciclo ou seja, se "renovam" continuamente, mas nesta hip¾tese terÝamos que aceitar que este ciclo se fecha perfeitamente sem perdas, o que nÒo Ú verdade. No entanto creio que a palavra renovßvel seja uma contraposiþÒo a palavra f¾ssil, em outras palavras estamos discutindo terminologia...que pode ser uma discussÒo bem polÛmica (colhedora ou colheitadeira?), enfim...

Daniel Lima Rodrigues
02/03/2015 - 23:13
Muito bacana sua matéria professor, inclusive e inspirador poder perceber que a enérgia ainda é hoje algo sem definição, isso deve deixar muito físico pirado e instigado, atrás de descrever uma definição que não se perca nos labirintos das termologias e possua sua própria "filologia" ou seja, que possua um nexo sem se enrolar nos emaranhados da física. E o artigo me faz pensar também que ainda temos um vasto campo de discussão sobre o uso de energias que possua um ótimo custo benefício sem desperdícios e sendo eficiente no que se refere ao respeito ecológico.