UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902
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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Fontes Alternativas de Energia 1

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica

Código:

FEELT31507

Período/Série:

5º

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60

Prática:

00

Total:

60

Obrigatória:

( x)

Optativa:

( )

Professor(A):

Aídson Antônio de Paula

Ano/Semestre:

2020/2

Observações:

 

 

EMENTA

1.Introdução; 2.Mecânica da Energia; 3.Conservação da Energia; 4.Conservação de Energia
Residencial e Controle de Transferência de Calor; 5.Energia Solar: Características e Aquecimento; 6.
Energia de Combustíveis Fósseis; 7. Poluição do Ar e Uso de Energia; 8.Aquecimento Global,
Destruição da Camada de Ozônio e Resíduos de Calor; 9. Eletricidade: Circuitos e Supercondutores;
10. Eletromagnetismo e Geração de Eletricidade; 11. Eletricidade de Fontes Solares, Eólicas e
Hídricas; 12. Efeitos e Usos da Radiação; 13. Biomassa: das Plantas ao Lixo.

JUSTIFICATIVA

É de suma importância o conhecimento das várias formas de energia bem como suas interações com o meio ambiente, a suas técnicas de exploração e uso, por fim o conhecimento da energia no seu todo.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

1. Explicar os princípios físicos básicos relacionados ao uso da energia e seus efeitos em nosso
ambiente.
2. Compreender as consequências das alternativas energéticas atuais e futuras, assim como o
equilíbrio ambiental, social e econômico através dos princípios científicos envolvidos.

Objetivos Específicos:

1- INTRODUÇÃO (Cap.1 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Explicar o uso de fontes de energia e o impacto destas ao meio ambiente;
  • Explicar o uso de diversas fontes de energia e suas evoluções;
  • Entender o princípio da conservação de energia;
  • Relacionar os aspectos econômicos e ambientais e descrever cenários futuros.

2- MECÂNICA DA ENERGIA (Cap.2 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Explicar as diversas formas de energia e suas conversões;
  • Definir o que é movimento, energia, trabalho e potência;

3- CONSERVAÇÃO DE ENERGIA (Cap.3 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Explicar o princípio da conservação de energia, suas conversões e eficiências;
  • Explicar como se dá o uso da energia nos países em desenvolvimento;
  • Calcular a equivalência de energia de um barril, uma caloria e um BTU

4- CALOR E TRABALHO (Cap.4 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Definir Calor e Trabalho e interpretar a Primeira Lei da Termodinâmica;
  • Ser capaz de diferenciar temperatura e calor;
  • Compreender os princípios básicos de transferência de calor;
  • Entender o funcionamento das máquinas térmicas;
  • Interpretar a Segunda Lei da Termodinâmica;

5- CONSERVAÇÃO DE ENERGIA RESIDENCIAL E CONTROLE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR (Cap.5 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Relacionar os diferentes materiais de construção usados em uma casa;
  • Entender como se dá o isolamento de uma casa e efetuar cálculos de aquecimento;
  • Selecionar o local mais adequado para uma casa;
  • Quantificar o impacto das medidas de conservação de energia;
  • Calcular o resfriamento necessário em uma casa;
  • Compreender o funcionamento de condicionadores de ar e bombas de calor.

6 - ENERGIA SOLAR: CARACTERÍSTICAS E AQUECIMENTO (Cap.6 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Definir as características da radiação solar incidente;
  • Explicar como se obtém água quente solar residencial;
  • Diferenciar entre sistemas solares passivos e ativos de aquecimento de ambientes;
  • Explicar o armazenamento de energia térmica.

7 - ENERGIA DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS  (Cap.7 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Compreender as diversas terminologias usadas na exploração de recursos fósseis;
  • Explicar o papel dos combustíveis fósseis como petróleo, gás natural e carvão;
  • Explicar as fontes futuras de petróleo.

8 – POLUIÇÃO DO AR E USO DE ENERGIA  (Cap.8 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Compreender as propriedades e o movimento da atmosfera;
  • Descrever os poluentes do ar, suas fontes e os padrões de qualidade do ar;
  • Explicar como se dá o controle de emissão em automóveis e em fontes estacionárias.

9 – AQUECIMENTO GLOBAL, DESTRUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO E RESÍDUOS DE CALOR  (Cap.9 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Descrever o que é Aquecimento Global e Efeito Estufacomo se dá a destruição da camada de Ozônio;
  • Definir o que é a poluição térmica e descrever seus efeitos ecológicos;
  • Explicar o que são torres e lagoas de resfriamento e como usar os resíduos de calor.

10 – ELETRICIDADE: CIRCUITOS E SUPERCONDUTORES  (Cap.10 – EMA)

Nesa unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Compreender o que é eletrificação e como se dá a reestruturação das companhias de energia elétrica;
  • Descrever o uso de baterias e veículos elétricos;
  • Avaliar o custo do uso da energia elétrica
  • Entender o que é supercondutividade, potência elétrica e células de combustível.

11 - ELETROMAGNETISMO E GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (Cap.11 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Interpretar os fenômenos básicos do
  • Compreender como se dá a geração de eletricidade;
  • Relacionar os diversos componentes da transmissão de energia elétrica;
  • Compreender o funcionamento do ciclo vapor-elétrico padrão em uma usina geradora;
  • Explicar o que é cogeração.

12 - ELETRICIDADE DE FONTES SOLARES, EÓLICAS E HIDRÍCAS (Cap.12 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Compreender os princípios e funcionamento de fontes solares
  • Compreender os princípios e funcionamento de fontes eólicas
  • Compreender os princípios e funcionamento de fontes hídricas
  • Compreender os princípios e funcionamento de fonte heliotérmica

13 - BIOMASSA: DAS PLANTAS AO LIXO (Cap.17 – EMA)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Relacionar os diversos tipos de resíduos sólidos municipais;
  • Compreender o princípio da conversão de biomassa e da combustão da madeira;
  • Explicar o que são plantações de energia;
  • Diferenciar a biomassa como fonte de alimento e/ou combustível e a relação com a fome.

PROGRAMA

1. Introdução
1.1. Energia: Uma Definição Inicial
1.2. Uso da Energia e Ambiente
1.3. Padrões de Uso de Energia
1.4. Recursos Energéticos
1.5. Crescimento Exponencial e Esgotamento dos Recursos
1.6. Petróleo: Um Recurso Crítico
1.7. Conservação de Energia
1.8. Considerações Econômicas e Ambientais
1.9. Cenários Futuros

2. Mecânica e Energia
2.1. Introdução
2.2. Formas de Energia e suas Conversões
2.3. Movimento
2.4. Energia e Trabalho
2.5. Exemplos de Trabalho e Energia
2.6. Potência

3. Conservação de Massa
3.1. Introdução
3.2. Princípios da Conservação de Energia
3.3. Exemplos de Conservação de Energia
3.4. Eficiências na Conversão de Energia
3.5. Uso da Energia nos Países em Desenvolvimento
3.6. Um Barril, uma Caloria, um BTU? Equivalência de Energia

4. Conservação de Energia Residencial e Controle de Transferência de Calor
4.1. Introdução
4.2. Materiais de Construção
4.3. Isolamento da Casa e Cálculos de Aquecimento
4.4. Seleção de Local
4.5. Impacto das Medidas de Conservação de Energia
4.6. Resfriamento
4.7. Condicionadores de Ar e Bombas de Calor

5. Energia Solar: Características e Aquecimento
5.1. Introdução
5.2. Características da Radiação Solar Incidente
5.3. História do Aquecimento Solar
5.4. Visão Geral do Aquecimento Solar Contemporâneo
5.5. Água Quente Solar Residencial
5.6. Sistemas Solares Passivos de Aquecimento de Ambientes
5.7. Sistemas Solares Ativos de Aquecimento de Ambientes
5.8. Armazenamento de Energia Térmica

6. Energia de Combustíveis Fósseis
6.1. Introdução
6.2. Terminologia dos Recursos
6.3. Petróleo
6.4. Gás Natural
6.5. Carvão: Um Papel em Expansão
6.6. Fontes Futuras de Petróleo

7. Poluição do Ar e Uso da Energia
7.1. Introdução
7.2. Propriedades e Movimento da Atmosfera
7.3. Poluentes do Ar e Suas Fontes
7.4. Padrões de Qualidade do Ar
7.5. Dispositivos de Controle de Emissão em Automóveis
7.6. Sistemas de Controle de Poluição de Fontes Estacionárias

8. Aquecimento Global, Destruição da Camada de Ozônio e Resíduos de Calor
8.1. Introdução
8.2. Aquecimento Global e Efeito Estufa
8.3. Destruição da Camada de Ozônio
8.4. Poluição Térmica
8.5. Efeitos Ecológicos da Poluição Térmica
8.6. Torres e Lagoas de Resfriamento
8.7. Usando os Resíduos de Calor

9. Eletricidade: Circuitos e Supercondutores
9.1. Introdução à “Eletrificação”
9.2. Reestruturação das Companhias de Energia Elétrica
9.3. Baterias e Veículos Elétricos
9.4. Supercondutividade
9.5. Avaliando o Custo do Uso da Energia Elétrica
9.6. Células de Combustível

10. Eletromagnetismo e Geração de Eletricidade
10.1. Magnetismo
10.2. Geração de Eletricidade
10.3. Transmissão de Energia Elétrica
10.4. O Ciclo Vapor-Elétrico Padrão em uma Usina Geradora
10.5. Cogeração

11. Eletricidade de Fontes Solares, Eólicas e Hídricas
11.1. Introdução
11.2. Princípios das Células Solares
11.3. Manufatura de uma Célula
11.4. Economia e Sistemas Fotovoltaicos
11.5. Energia Eólica
11.6. Energia Hidráulica
11.7. Instalações Elétricas Termossolares

12. Efeitos e Usos da Radiação
12.1. Introdução
12.2. Doses de Radiação
12.3. Efeitos Biológicos da Radiação
12.4. Radiação de Fundo, Incluindo Radônio
12.5. Padrões de Radiação
12.6. Usos Médicos e Industriais da Radiação
12.7. Proteção contra a Radiação

13. Biomassa: das Plantas ao Lixo
13.1. Introdução
13.2. Conversão de Biomassa
13.3. Alimento, Combustível, Fome
13.4. Resíduos Sólidos Municipais
13.5. Combustão de Madeira

METODOLOGIA

As aulas serão expositivas. Para tanto contar-se a com recursos audiovisuais e uso de plataforma Microsoft Teams. Os discentes desenvolverão pesquisas de acordo com temas de interesse a medida que o conteúdo for ministrado e farão estudos dirigidos. O cronograma de desenvolvimento do conteúdo é apresentado a seguir:

Cronograma de desenvolvimento do programa

Aulas

Data

Conteúdo

 

01-02

 

13/07

8:50as

10:40hs

Apresentação do curso, avaliações e normas. Apresentação de Vídeo: A História das Coisas Discussão sobre o Vídeo apresentado

1.  Introdução (Cap.1 EMA)

A. Energia: Uma Definição Inicial; B. Uso da Energia e Ambiente;         C. Padrões de Uso de Energia; D. Recursos Energéticos; E. Crescimento Exponencial e Esgotamento dos Recursos; F. Petróleo: Um Recurso Crítico; G. Conservação de Energia; H. Considerações Econômicas e Ambientais; I. Cenários Futuros

03-04

 

15/07

7:10as

8:50hs

- Vídeo sobre Energia 1

- Discussão de artigo sobre energia 1

05-06

 

20/07

8:50as

10:40

2.  Mecânica da Energia (Cap.2 EMA)

A. Introdução; B. Formas de Energia e suas Conversões

C. Movimento; D. Energia e Trabalho; E. Exemplos de Trabalho e Energia; F. Potência; I. Resumo

07-08

 

22/07

7:10as

8:50hs

- Vídeo sobre energia 2

- Discussão de artigo sobre energia 2

09-10

 

27/07

8:50as

10:40

Estudo Dirigido I

11-12

 

29/07

7:10as

8:50hs

3.   Conservação de Energia (Cap.3 EMA)

A. Introdução; B. Princípios da Conservação de Energia; C. Exemplos de Conservação de Energia; D. Eficiências na Conversão de Energia; E. Uso da Energia nos Países em Desenvolvimento; F. Um Barril, uma Caloria, um BTU? Equivalência de Energia; G. Resumo

13-14

 

03/08

8:50as

10:40

- Vídeo

- Discussão de artigo sobre petróleo

15-16

 

05/08

7:10as

8:50hs

4.   Calor e Trabalho (Cap.4 EMA)

A. Introdução; B. Calor e Trabalho e a Primeira Lei da Termodinâmica

C. Temperatura e Calor; D. Princípios de Transferência de Calor

E. Máquinas Térmicas; F. A Segunda Lei da Termodinâmica; G. Resumo

17-18

 

10/08

8:50as

10:40

Estudo Dirigido II

 

19-20

 

12/08

7:10as

8:50hs

5.   Conservação de Energia Residencial e Controle de Transferência de Calor (Cap.5 EMA)

A. Introdução; B. Materiais de Construção; C. Isolamento da Casa e Cálculos de Aquecimento; D. Seleção de Local; E. Impacto das Medidas de Conservação de Energia; F. Resfriamento; G. Condicionadores de Ar e Bombas de Calor; I. Resumo

21-22

 

17/08

8:50as

10:40hs

6.  Energia Solar: Características e Aquecimento (Cap.6 EMA)

 A. Introdução; B. Características da Radiação Solar Incidente; C. História do Aquecimento Solar; D. Visão Geral do Aquecimento Solar Contemporâneo; E. Água Quente Solar Residencial; F. Sistemas Solares Passivos de Aquecimento de Ambientes; G. Sistemas Solares Ativos de Aquecimento de Ambientes; H. Armazenamento de Energia Térmica

I. Resumo

23-24

 

19/08

7:10as

8:50hs

- Vídeo sobre aquecimento solar

- Discussão de artigo sobre energia solar

25-26

 

26/08

8:50as

10:40hs

Estudo Dirigido III

27-28

02/09

7:10as

8:50hs

1ª Prova

29-30

 

08/09

8:50as

10:40hs

 7.  Energia de Combustíveis Fósseis (Cap. 7 EMA)

A. Introdução; B. Terminologia dos Recursos; C. Petróleo; D. Gás Natural

E. Carvão: Um Papel em Expansão; F. Fontes Futuras de Petróleo

G. Resumo

31'-32

 

09/09

7:10as

8:50hs

8.  Poluição do Ar e Uso da Energia (Cap. 8 EMA)

A. Introdução; B. Propriedades e Movimento da Atmosfera; C. Poluentes do Ar e Suas Fontes; D. Padrões de Qualidade do Ar; E. Dispositivos de Controle de Emissão em Automóveis; F. Sistemas de Controle de Poluição de Fontes Estacionárias; G. Resumo

33-34

 

14/09

8:50as

10:40hs

- Vídeo sobre poluição do ar

- Discussão de artigo sobre poluição do ar

35-36

 

       16/09

7:10as

8:50hs

Estudo Dirigido IV

37-38

 

21/09

8:50as

10:40hs

9.  Aquecimento Global, Destruição da Camada de Ozônio e Resíduos de Calor (Cap.9 EMA)

A. Introdução; B. Aquecimento Global e Efeito Estufa; C. Destruição da Camada de Ozônio; D. Poluição Térmica; E. Efeitos Ecológicos da Poluição Térmica; F. Torres e Lagoas de Resfriamento; G. Usando os Resíduos de Calor; H. Resumo

39-40

 

23/09

7:10as

       8:50hs

 

- Vídeo sobre camada ozônio

- Discussão de artigo sobre ozônio e temperatura global
 

41-42

 

28/09

8:50as

10:40hs

10.  Eletricidade: Circuitos e Supercondutores (Cap.10 EMA)

A. Introdução à “Eletrificação”; B.  Reestruturação das Companhias de Energia Elétrica; C. Cargas e Correntes Elétricas; D.  Baterias e Veículos Elétricos; E. A Lei de Ohm; F.  Supercondutividade; G. Circuitos Elementares; H. Potência Elétrica; I.  Avaliando o Custo do Uso da Energia Elétrica; J.  Células de Combustível; K. Resumo

43-44

05/10

8:50as

10:40hs

Estudo Dirigido V

45-46

 

07/10

7:10as

8:50hs

11.  Eletromagnetismo e Geração de Eletricidade (Cap.11 EMA)

A. Magnetismo; B. Geração de Eletricidade; C. Transmissão de Energia Elétrica; D. O Ciclo Vapor-Elétrico Padrão em uma Usina Geradora

E. Cogeração; F. Resumo

47-48

 

14/10

7:10as

8:50hs

12.  Eletricidade de Fontes Solares, Eólicas e Hídricas (Cap.12 EMA)

A. Introdução; B. Princípios das Células Solares; C. Manufatura de uma Célula; D. Economia e Sistemas Fotovoltaicos; E. Energia Eólica

F. Energia Hidráulica; G. Instalações Elétricas Termossolares; H. Resumo

49-50

19/10

8:50as

10:40

- Vídeos sobre geração hidráulica e fontes alternativas de energia

 

51-52

 

21/10

7:10as

8:50hs

Estudo Dirigido VI

53-54

 

26/10

8:50as

10:40hs

13.  Biomassa: das Plantas ao Lixo (Cap. 17 EMA)

A. Introdução; B. Conversão de Biomassa; C. Alimento, Combustível, Fome; D. Resíduos Sólidos Municipais; E.  Combustão de Madeira

F. Resumo

- Vídeos sobre lixo

55-56

 

28/10

7:10as

8:50hs

13.  Biomassa: das Plantas ao Lixo (Cap. 17 EMA)

A. Introdução; B. Conversão de Biomassa; C. Alimento, Combustível, Fome; D. Resíduos Sólidos Municipais; E.  Combustão de Madeira

F. Resumo

57-58

 

29/10

8:50as

10:40hs

Estudo Dirigido VII

 

 

59-60

 

04/11

7:10as

8:50hs

2a Prova
 

AVALIAÇÃO

A avaliação será composta por duas provas escritas, objetivas, individuais, sem consulta valendo quarenta pontos cada uma e vinte pontos atribuídos ao desenvolvimento de pesquisas e estudos dirigidos, na média, perfazendo um total de cem pontos.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M.; REIS, L. B. Energia e Meio Ambiente. São Paulo:
Cengage Learning, 2010.
2. REIS, L. B.; FADIGAS, E. A. A.; CARVALHO, C. E. Energia, Recursos Naturais e a
Prática do desenvolvimento Sustentável. São Paulo: Manole, 2005.
3. JANUZZI, G. M.; SWISHER, J. N. P. Planejamento Integrado de Recursos Energéticos –
Meio Ambiente, Conservação de Energia e Fontes Renováveis. Editora Autores
Associados, Campinas, 1997.

Complementar

1. REIS, L. B. Geração de Energia Elétrica-Tecnologia, inserção Ambiental, Planejamento,
Operação e Análise de Viabilidade. São Paulo: Manole, 2003
2. TOLMASQUIM, M. T. (Organizador). Fontes Renováveis de Energia no Brasil. Rio de
Janeiro: Interciência, 2003.
3. REIS, L. B. & SILVEIRA, S. Energia Elétrica para o Desenvolvimento Sustentável.
Editora da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000.
4. GOLDEMBERG, J. Energia, Meio Ambiente & Desenvolvimento. Editora da Universidade
de São Paulo, São Paulo, 1998.
5. BERMANN, C. Energia no Brasil: para quê? Para quem? Editora Livraria da Física, São
Paulo, 2001.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

logotipo

Documento assinado eletronicamente por Aidson Antonio de Paula, Professor(a) do Magistério Superior, em 07/07/2021, às 15:38, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.039263/2021-30 SEI nº 2890668