Quem acompanha a revista Mecatrônica Jovem sabe que na edição passada fizemos uma viagem na máquina do tempo que criei. Mas como bem sabemos, nem todo projeto funciona de primeira. com a máquina do tempo não foi diferente. Tivemos que voltar logo da viagem, antes que a energia dela acabasse por completo. Por essa razão, resolvi pesquisar mais sobre energia e achar uma solução para a máquina. Descobri muita coisa incrível, vou compartilhar com você nesse artigo. Peço que leia atentamente porque vou precisar da sua ajuda no final.
Eng. Clarice Barreto
@claricebarretoeng
Quando falamos de energia, a primeira coisa que vem na cabeça (pelo menos na minha) é a energia elétrica. Porém a energia elétrica é apenas uma das muitas formas que a energia pode aparecer para nós. Ela é uma grandeza física medida em Joules. Seu conceito não é bem definido, mas podemos dizer que energia é a capacidade de realização de trabalho, ou a capacidade de fazer um objeto gerar uma ação. A energia não pode ser vista, mas está presente em nossas vidas. Segundo os trabalhos desenvolvidos por Einstein, matéria e energia são equivalentes. Ou seja, a matéria equivale a uma quantidade de energia concentrada. Além do conceito apresentado por Einstein temos também a energia que nos mantém vivos através dos alimentos que consumimos. Temos a energia elétrica que nos proporciona uma vida de maior conforto e diversão. Outro fator importante que precisamos saber é o apresentado por Lavoisier. Seu princípio nos diz que "Na Natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma", isso nos mostra que a energia não aparece do nada e nem se acaba, ela apenas se transforma em outro tipo de energia.
Esse princípio não nos promete energia eterna, como pode ter surgido na mente do leitor. Quando essa transformação acontece, temos uma degradação proveniente da entropia que é gerada. Isso faz com que quando transformamos uma energia em outra, essa transformação não pode ser revertida totalmente. Em resumo, podemos dizer que a cada transformação a energia perde sua utilidade. Sem contar que para se ter um tipo de energia é preciso retirá-la de outro tipo e isso pode gerar resíduos e impactos ambientais. Por essa razão a conservação de energia é importante.
Agora que já entendemos o básico do que é energia, vamos pensar na energia que movimenta nossa máquina do tempo e nossos projetos mecatrônicos. Muitas vezes usamos a energia elétrica para essas atividades. Como bem sabemos a energia é transformada e podemos ter eletricidade através de outras formas de energia dentre elas temos:
Hídrica - Essa energia vem da força da água. No mundo poético é comum ouvir que as águas correm para o mar. E esse movimento em direção ao mar gera energia (pois energia é ação). Essa força que leva a água é capaz de movimentar turbinas que estejam em seu caminho. Essas turbinas são capazes de transformar a energia em eletricidade. Chamamos esses lugares onde são colocadas as turbinas no rio, de hidrelétrica. No nosso país, essa é a fonte de energia que mais usamos. Quando passamos por uma seca e os rios começam a baixar perdemos nosso potencial de energia. Sendo preciso, às vezes, trocar a fonte de energia usada para a distribuição.
Eólica – aqui temos o mesmo conceito utilizado nas hidrelétricas com a diferença que em vez da força da água temos a força do vento que roda as hélicies e assim transforma a energia mecânica em elétrica.
Térmica – Nas energias térmicas temos a transferência através das diferenças de temperatura entre os objetos. As termoelétricas trabalham também com turbinas, porém quem gera seu movimento é o vapor da água.
Solar - A energia solar vem da luz e calor do sol. Esse tipo de energia é bastante promissor, principalmente para os países tropicais como o Brasil, que usufrui do sol durante todo o ano. Um mecanismo em alta que converte energia solar em energia elétrica são os painéis fotovoltaicos.
Mecânica – Essa energia é obtida através de movimento. Quando um objeto se encontra em repouso ele está conservando energia, mas quando ela se move, a energia é liberada de outras formas. Por exemplo, o ser humano quando corre libera essa energia mecânica em térmica o que nos faz suar. As turbinas usadas nas outras formas de energia transformam a energia mecânica em eletricidade. Agora para movimentar nossos robôs e carrinhos usamos a energia elétrica para ser transformada em energia mecânica e assim gerar a movimentação.
Química – Na química aprendemos sobre as ligações dos elementos. Quando temos a quebra ou ligação química esse ato pode liberar ou absorver energia. A energia química é utilizada em vários contextos, por exemplo, os combustíveis que em nossos automóveis convertem energia química em energia mecânica, o que permite o movimento do carro. Já para a conversão de energia química para elétrica, podemos falar do funcionamento das pilhas e baterias.
Magnética - o magnetismo também pode gerar energia. Ele é relacionado à energia elétrica. Isso porque os dois trabalham com a estrutura do átomo. Quando estamos falando de magnetismo temos uma estrutura onde temos dois polos, um dos polos atrai e o outro repele. Isso acontece devido a organização dos elétrons. Quando falamos de eletricidade estamos trabalhando também com elétrons. Por essa razão podemos usar magnetismo para gerar eletricidade, bem como podemos gerar magnetismo usando a eletricidade.
Como seres humanos compreendemos a importância e necessidade da energia. Somos capazes de liberar energia mas também precisamos dela para sobrevivermos. Cada dia mais descobrimos novos meios de transformar um tipo de energia em outro. Essas transformações nem sempre são fáceis e seguras de se trabalhar e por esse motivo muitos estudos precisam ser feitos. Um ponto importante a ser considerado é qual impacto esse tipo de transformação pode gerar no ambiente. Pensando nisso a revista esse mês trouxe vários experimentos abordando essa temática.
Agora que já aprendemos sobre o que é energia e vimos o conceito de algumas das formas que ela pode aparecer, é hora do leitor seguir sua jornada aqui na revista e explorar esses tipos de energia e como transformá-las.
Quero pedir um favor, ao término dessa exploração gostaria de uma ajuda com minha máquina do tempo. Essa ajuda é bem simples e rápida, basta acessar o link da pesquisa para me indicar qual tipo de energia você acha melhor para usar em minha máquina. Estou aguardando sua resposta para iniciar meus ajustes.
Link para a enquete: https://forms.gle/5FQk3gGezm1xJ6dn7
Referência:
Energia: o que é, formas, relação com trabalho - Mundo Educação (uol.com.br)
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-termica.htm
https://www.tecmundo.com.br/energia-solar
https://goldenergy.pt/glossario/energia-quimica/
Energia Hidrelétrica - Toda Matéria (todamateria.com.br)
Energia eólica: o que é, funcionamento, vantagens - Brasil Escola (uol.com.br)
Entenda o que é energia e conheça seus tipos - eCycle
Energia: o que é, formas, relação com trabalho - Mundo Educação (uol.com.br)
O que é energia? - Brasil Escola (uol.com.br)
