Eficiência Energética - Fundamentos e Aplicações

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA: FUNDAMENTOS E APLICAÇÕES

Capítulo 1

ENERGIA: CONCEITOS E FUNDAMENTOS

A energia está presente em nossa vida de diversas maneiras. Quando
usamos motores ou músculos, quando acendemos o queimador de um fogão
ou uma lâmpada, quando nos alimentamos ou mesmo quando nos informamos
pela televisão ou nos jornais, que frequentemente se referem a alguma questão
energética no Brasil ou no mundo. Por tal diversidade, o campo dos estudos
energéticos é vasto, cobrindo desde o uso dos recursos naturais, como petróleo,
quedas d’água e vento, até os aspectos relacionados ao desempenho das moder-
nas tecnologias, permitindo uma abordagem que considere apenas os temas de
caráter técnico ou envolva seus componentes sócio-econômicos e ambientais,
inclusive quanto à sua evolução histórica e suas perspectivas futuras. Para este
largo campo do saber, procura-se nestas notas efetuar uma revisão das defini-
ções principais, suas leis básicas e a terminologia empregada, buscando funda-
mentar a racional utilização dos fluxos de energia.

1.1. Definições

Poucas palavras suportam tantos sentidos e definições como energia. No
Século IV A.C., Aristóteles em sua obra Metafísica, identificava energia (“ener-
geia”) como uma realidade em movimento. Na acepção moderna, energia cor-
responde ao conceito desenvolvido no surgimento da Termodinâmica a partir
de meados do Século XIX e utilizado para explicar, para compreender uma am-
pla variedade de fenômenos físicos. Uma definição usual, encontrada em muitos
livros básicos, afirma que “energia é a medida da capacidade de efetuar traba-
lho”. A rigor, esta definição não é totalmente correta e aplica-se apenas a alguns
tipos de energia, como a mecânica e a elétrica, que, em princípio são totalmente
conversíveis em outras formas de energia. Este modo de definir energia perde
o sentido ao ser aplicado às formas térmicas de energia, como observamos na
radiação solar ou no aquecimento de uma substância, que são apenas parcial-
mente conversíveis em trabalho. De fato, quando em temperaturas próximas à
do ambiente, o calor, que se define como o fluxo de calor apenas devido às dife-
renças de temperatura, pouco vale como trabalho. Portanto, essa definição não
é completa.