domingo, 16 de outubro de 2011

Impactos Ambientais dos Combustíveis Fósseis

Poluição, segundo a lei nº 6.938/81, é a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente:
>   Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população.
>   Criem condições adversas às atividades sociais e econômicas.
>   Afetem desfavoravelmente a biota (o conjunto de seres vivos de um ecossistema, o que inclui a flora, a fauna, os fungos e outros grupos organismos. A biota da Terra abrange a biosfera).
>   Afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente.
>   Lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.


Acompanhe abaixo os impactos ambientais gerados pela utilização de cada tipo de combustível fóssil, começando pelo Petróleo.


vazamento de petróleo no Golfo do México





No processo produtivo do Petróleo, em todos os seus segmentos, trabalha-se com riscos potenciais que causem poluição ambiental. Uma refinaria por exemplo, é responsável pela emissão de muitos poluentes, principalmente emissão atmosférica contendo óxidos sulfúricos e nitrogenados, enxofre, metais pesados, etc., além de outros resíduos.
No entanto, os registros indicam que o maior índice de acidentes no setor petrolífero ocorre durente o transporte das cargas, de forma que este segmento é merecedor de atenção redobrada no cumprimento de normas preestabelecidas.
Vazamentos de petróleo prejudicam de forma intensa e duradoura a vida marinha. Desde o fitoplâncton, base da cadeia alimentar oceânica, até as aves, todos sofrem nessas tristes ocorrências.
As manchas de óleo impedem ou diminuem a entrada de luz no mar, o que prejudica a fotossíntese dos vegetais, sobretudo o fitoplâncton; o óleo também impregna as penas das aves, matando-as por hiportermia, entope as vias respiratórias dos mamíferos, interfere nos químio-receptores de animais migratórios, deixando-os desorientados, o alcatão presente na composição do petróleo mata muitos seres marinhos e aves, afeta as atividades de quem vive da pesca e do turismo, promove, enfim, uma verdadeira devastação.  
Também em terra são graves os problemas causados por vazamentos de petróleo e derivados. Oleodutos sem manutenção adequada podem romper-se e provocar sérios acidentes, com a agravante de que as grandes extensões percorridas pelos dutos tornam difícil a identificação do vazamento.
Poços terrestres, tanques de armazenamento, vagões e caminhões de transporte também devem ser considerados. Quaisquer vazamentos podem trazer problemas ao solo, que pode demorar muito tempo para se recuperar, fora o risco de contaminação de eventuais lençóis freáticos, que pode prejudicar o abastecimento de água.

Veja mais sobre os impactos ambientais causados pelos derivados do Petróleo, no caso o plástico, no vídeo "Lixão no Oceânico Pacífico" e também na reportagem da revista Superiteressante "Minha vida sem plástico".

Com o intuito de minimizar os estragos causados por acidentes envolvendo o petróleo foram desenvolvidas diversas tecnologias:

Dispersantes
Os dispersantes são utilizados nos derramamentos em alto mar de hidrocarbonetos. Os dispersantes têm propriedades químicas que causam a quebra da mancha de óleo no mar em milhões de partículas, permitindo a oxigenação da água e passagem de luz, minimizando assim, os estragos, pois o processo de biodegradação.

Absorventes sintéticos
São produtos químicos inertes, em forma de flanelas, mantas ou travesseiros, são utilizados para fazer a limpeza pela absorção de petróleo e derivados. São seguros pois não reagem na presença de fluidos perigosos, não absorvem a água, apenas o produto derramado, alem de serem resistentes a chama e a ação biológica

Absorventes naturais
Absorvente natural é um absorvente feito com substancias naturais que têm uma estrutura capilar e porosa, consequentemente tendo grande poder de absorção e retenção, só liberando o material com grandes pressões, é totalmente biodegradável, sendo usado em petróleo, derivados e substancias químicas

Absorventes para óleos viscosos
São absorventes projetados para a retirada de óleos venosos e pesados. Podem ser constituídos de diversos fios ou tiras de materiais polímeros, onde o óleo fica retido, dependendo do caso podem ser eficientes e baratos: Podem ser usados em pequenos a grandes derramamentos.

Skimmers
São usados para recolher o óleo flutuando na água, pois o óleo tem uma densidade menor que a água fazendo que ele flutue nela, assim quando há um derramamento ,  petróleo e seus derivados flutuam na água, depois o skimmer arrasta o óleo para dentro da embarcação, onde é armazenado em um tanque.   
 
queima de gás natural
O Gás Natural é o combustível fóssil menos nocivo ao meio ambiente, sua combustão libera poucas quantidades de óxido de enxofre, gás carbônico e ozoto (provoca chuvas ácidas).
Porém, a perda de gás natural oriundo dos processos de exploração, ou mesmo da queima do insumo, durante a fase de produção de um poço de petróleo, além de ser significativa, constitui sério problema ambiental.
As emissões de CO2 resultantes da queima, e a de metano decorrente dos vazamentos, contribuem potencialmente para o aquecimento global, além de causar efeitos danosos à saúde da população e ao maio ambiente próximos ao local onde ocorrem.
Quando o gás é associado, normalmente uma boa parte é utilizada para reinjeção no reservatório, a fim de manter a sua pressão, como também em utilidades para a unidade produtora.
Em algumas situações a queima do gás natural é inevitável, como é o caso de vazamentos para o sistema de processo, manutenções não previstas, paradas de emergência etc. A questão é evitar a queima rotineira, efetuada exclusivamente com a finalidade de descartar o gás associado não desejado.
As empresas vêm implementando novas técnicas para viabilizar o aproveitamento econômico do gás natural, já havendo bons exemplos, inclusive no Brasil, na Bacia de Campos e na região amazônica.


Os maiores impactos socioambientais do Carvão decorrem de sua mineração, que afeta principalmente os recursos hídricos e o solo, além da camada atmosférica.



IMPACTO ATMOSFÉRICO: O carvão mineral é composto basicamente por carbono e magnésio. Assim, a sua queima para produção de energia provoca – através da emissão de gases poluentes para a camada de ozônio – o aquecimento global. Este por si provoca então outros fenômenos como a chamada chuva ácida, que provoca a acidificação do solo e da água e, conseqüentemente, alterações na biodiversidade, entre outros impactos negativos, como a corrosão de estruturas metálicas.

IMPACTO AQUÁTICO: O aproveitamento do carvão gera dejetos sólidos, que são depositados no local das atividades, criando extensas áreas cobertas de material líquido, as quais são lançadas em barragens de dejeto ou diretamente em cursos de água. Grande parte das águas de bacias hidrográficas circunvizinhas é afetada pelo acúmulo de materiais poluentes, que podem inclusive contaminar os lençóis freáticos.

IMPACTO TERRESTRE: A posterior separação do carvão de menor qualidade para o de melhor qualidade forma novos depósitos, que cobrem muitos hectares de solos cultiváveis.  Os trabalhadores das minas e seus familiares também são afetados diretamente pelas emanações de poeiras provenientes desses locais, contraindo várias doenças respiratórias.
A abertura dos poços de acesso aos trabalhos de lavra  (processo de extração do carvão mineral) e o uso de máquinas e equipamentos manuais, como retroescavadeiras, escarificadores e rafas, provocam a emissão de óxido de enxofre, óxido de nitrogênio, monóxido de carbono e outros poluentes da atmosfera. Durante a drenagem das minas, feita por meio de bombas, as águas sulfurosas são lançadas no ambiente externo, provocando a elevação das concentrações de sulfatos e de ferro e a redução de pH no local de drenagem.

Veja mais sobre os impactos da utilização Carvão Mineral como fonte energética no vídeo "A História do Carvão"

O mundo está evoluindo numa velocidade impressionante e nossa dependência por energia cresce no mesmo ritmo. 90% da energia que utilizamos é de origem fóssil, e o petróleo é a nossa principal fonte energética, uma fonte não renovável. A velocidade de formação dos combustíveis fósseis não acompanha a demanda crescente do mercado mundial, portanto, agora, a ênfaxe deve ser dada ao chamado Desenvolvimento Sustetável.
 
O desenvolvimento sustentável vem do conceito de sustentabilidade. É entendido como sustentável, o desenvolvimento que atende às necessidades do presente sem comprometer a possibilidade das futuras gerações de atenderem às suas próprias necessidades.
As premissas do desenvolvimento sustentável são:
>   Produzir melhor a menores custos, utilizando materiais adequados.
>  Oferecer produtos seguros e de alto desempenho, em detrimento daqueles que se degradam com facilidade.
>   Minimizar o consumo de energia, a geração de resíduos e o impacto ambiental



Hidrocarbonetos

Como já foi visto, o Petróleo e o Gás Natural são constituídos, basicamente, por uma mistura complexa de hidrocarbonetos, compostos orgânicos formados por carbono e hidrogênio. De acordo com sua estrutura, os hidrocarbonetos são classificados em:

No de átomos
de carbono
     Prefixo
1
Met-
2
Et-
3
Prop- 
      4
But- 
5
Pent-
6
Hex-
7
Hept-
8
Oct-
>   Saturados: também denominados alcanos ou parafinas, são aqueles cujos átomos de carbono são unidos somente por ligações simples e ao maior número possível de átomos de hidrogênio. Os hidrocarbonetos parafínicos normais ou alcanos possuem a fórmula geral CnH2n+2. Os nomes dos alcanos são formados por um prefixo que especifica o número de carbonos (veja a tabela ao lado) e do sufixo -ano. O mais simples deles é o metano, constituído por um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio (veja nos exemplos abaixo). Os hidrocarbonetos parafínicos podem apresentar ramificações em um ou mais átomos de carbono e são também denominados de isoparafinas,ou isoalcanos. Têm a mesma fórmula geral dos alcanos normais. Em muitos hidrocarbonetos, os átomos de carbono são dispostos na forma de anéis. Podem apresentar radicais parafínicos normais ou ramificados ligados ao anel ou outro hidrocarboneto cíclico. Na indústria do petróleo são conhecidos como naftênicos. A nomenclatura utilizada é a mesma dos parafínicos, agora com o prefixo ciclo-.      
            
Exemplos de parafinas normais:     
                                                                    


Exemplos de parafinas ramificadas (isoalcanos):  
                                                                                       
         
  Exemplos de hidrocarbonetos cíclicos:

                                              

>   Insaturados: também denominados de olefinas, apresentam pelo menos uma dupla ou tripla ligação carbono-carbono. Os hidrocarbonetos insaturados, dos quais os mais comuns são os alcenos, apresentam a fórmula geral CnH2n.Assim como para os alcanos,o prefixo especifica o número de carbonos e o sufixo é eno.Dependendo do número de duplas ligações,são conhecidos como diolefinas, triolefinas,etc.Quando ocorre uma tripla ligação carbono-carbono,os hidrocarbonetos insaturados são denominados de alcinos,e o sufixo é ino.

Exemplo de hidrocarbonetos insaturados:



>   Aromáticos: também chamados de arenos, apresentam pelo menos um anel de benzeno na sua estrutura.São constituídos por ligações duplas e simples que se alternam em anéis com seis átomos de carbono.O composto mais simples é o benzeno.Ao contrário dos compostos insaturados,o benzeno tem considerável estabilidade e, devido ao seu pronunciado odor,todos os compostos que contem o anel de benzeno são conhecidos como hidrocarbonetos aromáticos.

Exemplos de hidrocarbonetos aromáticos:


A tabela abaixo apresenta as principais características das famílias dos hidrocarbonetos normalmente encontrados no petróleo.


Parafina normal
Parafina ramificada
Olefina
Naftênico
Aromático
Densidade
baixa
baixa
baixa
média
alta
Gasolina
ruim
boa
boa
média
muito boa
Diesel
bom
médio
médio
médio
ruim
Lubrificantes
ótimo
bom
médio
médio
ruim
Resistente à oxidação
boa
boa
boa

Composição do petróleo
Os principais grupos de componentes dos óleos são os hidrocarbonetos saturados,os hidrocarbonetos aromáticos,as resinas e os asfaltenos.Veja a tabela abaixo com a composição química de um petróleo típico.

Parafinas normais
14%
Parafinas ramificadas
16%
Parafinas cíclicas (naftênicas)
30%
Aromáticos
30%
Resinas e asfaltenos
10%

O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos cuja composição abrange desde o metano até o hexano. Encontra-se na forma livre ou associado ao óleo em reservatórios naturais, contendo pequenas quantidades de diluentes e contaminantes.

Carvão Mineral


O carvão mineral é um combustível fóssil que foi bastante usado durante a Primeira Revolução Industrial. Ele possui uma coloração preta ou marrom, e sua constituição é de átomos de carbono e magnésio. Dentre os combustíveis fósseis, o carvão é o que possui a maior reserva no mundo. No planeta, os maiores produtores de carvão mineral são Rússia 56,5%, Estados Unidos 19,5%, China 9,5%, Canadá 7,8%, Europa 5,0%, África 1,3% e outros 0,4%.
O processo de formação do carvão dura milhões de anos e ocorre a partir do soterramento e posterior “incarbonização” da flora de grandes florestas que existiram em certos locais do globo durante os períodos Carbonífero e Permiano, da Era Paleozóica.


Figura 01 - Plantas morrem e formam massa de matéria vegetal em decomposição. Num processo de soterramento por várias camadas de sedimentos, essa matéria vegetal é transformada, sob ação de temperatura e pressão, em carvão mineral.

Figura 02 - Movimentos tectônicos provocam dobramentos e/ou falhamentos nas camadas de rocha e de carvão mineral. Por essa razão, o carvão mineral pode ser encontrado tanto em superfície como em camadas mais profundas.


Dependendo do tempo decorrido do processo de fossilização, o carvão mineral pode ser do tipo: 
>   Turfa (55% de carbono, formado na era cenozóica - o menor poder calorífero).
>   Linhita (65% a 75% de carbono, formado na era mesozóica);
>   Hulha (75% a 90% de carbono, também formado na era paleozóica - o mais abundante e mais consumido);
>   Antracito (90% a 96% de carbono, formado na era paleozóica - o maior poder calorífero);
Quanto maior o teor de carbono mais puro é o carvão.

 
Em todo o globo existem aproximadamente 8 trilhões de toneladas de carvão com viabilidade de exploração. O carvão foi e ainda continua sendo uma das principais fontes de energia, superado somente pelo petróleo. Pelo menos 24% da energia consumida é oriunda do carvão mineral.

A principal aplicação do carvão mineral é servir como combustível, principalmente para atividades metalúrgicas e de geração de energia. A partir dele também é possível extrair grande número de subprodutos, como alcatrão, do qual se destilam o benzol ou o benzeno, xilol, toluol, e outros compostos orgânicos, além desses, obtêm-se, secundariamente, o ácido fênico ou fenol, a naftalina, entre outros.

quinta-feira, 13 de outubro de 2011

Gás Natural


O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos, dentre os quais se destacam o Metano (89%), o Etano (8%), o Propano (1,5%), resultantes da degradação de matéria orgânica por bactérias anaeróbicas e pela elevação da temperatura e pressão da crosta terrestre.
O acúmulo de gás natural se dá em rochas porosas no subsolo, muitas vezes acompanhado de petróleo. Nesse caso, ele pode ou não estar associado ao petróleo, isto é, dissolvido ou formando uma capa de gás livre, acima do reservatório de óleo. Muitas vezes a descoberta de jazidas de gás natural se dá em função da pesquisa exploratória em busca de petróleo.


A matéria orgânica responsável pela formação do gás tem origem vegetal (querogêneo seco) e animal (querogêneo gorduroso). O gás natural encontrado na natureza é uma mistura variada de hidrocarbonetos gasosos cujo componente preponderante é sempre o metano. O gás não associado apresenta os maiores teores de metano, enquanto o gás associado apresenta proporções mais significativas de etano, propano, butano e hidrocarbonetos mais pesados. 

Para compreender melhor sobre a origem e o processo de produção do Gás Natural, veja o vídeo "De onde vem o gás natural".

O gás natural é muito versátil quanto à sua aplicação, pode ser utilizado basicamente de quatro formas distintas:

Gás Domiciliar
È um mercado em franca expansão, especialmente nos grandes centros urbanos de todo o País. As companhias distribuidoras estaduais têm planos de grande ampliação de suas redes, e o aumento do consumo de gás domiciliar demanda investimentos expressivos em conversões e em recebimento e adaptações nas residências.
   
Indústria
Utilizado como combustível, o gás natural proporciona uma combustão limpa, isenta de agentes poluidores. Ele também pode ser utilizado como redutor siderúrgico na fabricação de aço e, de formas variadas, como matérias-prima: na indústria petroquímica, principalmente para a produção de metanol; na indústria de fertilizantes, para a produção de amônia e uréia.

Termelétricas
Nas indústrias termelétricas, utiliza-se turbinas a gás para a geração de eletricidade, que combinada com a recuperação de calor para a produção de calor, é conhecida como cogeração. As vantagens desse processo se devem às garantias de economia e segurança operacional.

Gás Natural Veicular (GNV)
Quando utilizado em veículos, o gás natural oferece vantagens no custo por quilômetro rodado. Como é seco, o gás não provoca resíduos de carbono nas partes internas do motor, aumentando a vida útil do motor e o intervalo de troca de óleo e, do outro, reduz significativamente os custos de manutenção.

Entenda melhor sobre o processo de transporte de distribuição  do Gás Natural no vídeo "Como é transportado e distribuído".


A chama do gás natural é mais pura e mais azul

















Gasodutos: dutos que trasportam gases






 

Curiosidades sobre o Petróleo: Grau API e Campo X Reserva

>   Um barril tem 159 litros.
>   Em 2002, a produção mundial de petróleo foi aproximadamente 1 trilhão de barris, ou seja, 159 trilhões de litros de petróleo.
>   Offshore: extração de petróleo em mar aberto, a maioria das bacias petrolíferas brasileiras encontram-se offshore.  
    > Onshore: extração de petróleo em terra, originado de antigas bacias sedimentares marinhas; esse tipo de extração no Brasil é muito reduzida.
>   A Petrobras teve reconhecimento internacional pela sua técnica de extração em mar aberto (offshore), mas a tecnologia utilizada tem que ser importada já que não é encontrada no Brasil.
>   A descoberta do pré-sal não irá diminuir o preço da gasolina, ao contrario, irá aumentar, pois a tecnologia necessária para a extração do petróleo será muito maior e consequentemente mais dinheiro será gasto.
>   A rocha de sal é a mais isolante de todas, sendo perfeita para isolar o petróleo
>   O inicio das explorações offshore (em mar aberto) iniciaram em 1968, no Sergipe, campo de Guaricema.
>   Os campos são batizados com nomes de peixes, isso foi iniciado pelo geólogo José Carlos Braga.
>   O primeiro reservatório de grande porte do Brasil foi o de Garoupa, na Bacia dos Campos, Rio de Janeiro.
>   Moléculas de óleo pesado são muito maiores e mais complexas do que as de petróleos mais leves.
>   O óleo pesado é viscoso porque a cobertura de rocha sobre os reservatórios permitiu que bactérias penetrassem e consumissem os componentes mais leves.
>   O gelo que pode obstruir oleodutos em águas frias, na verdade, é gás metano congelado, chamados hidratos. Esse “gelo” entra em combustão se aceso.
>   O petróleo é uma das poucas substâncias que não se dissolve na água. Isso faz com que a injeção apropriada de água do mar nos reservatórios de petróleo mantenha a pressão. É fácil separar a água do fluxo de óleo quando atinge a superfície.
plataforma: petróleo offshore

cavalo-mecânico: petróleo onshore



A Classificação API



O grau API é uma escala usada para medir a densidade relativa de líquidos. Ela é inversamente proporcional a densidade dos líquidos: quanto menor a escala, mais viscoso será o petróleo bruto. Ou seja, quanto maior o grau API, maior o valor do petróleo no mercado.
O grau de API usado como modelo para transações é de 37,8º API, o do petróleo brasileiro chega a atingir 19º API, sendo extremamente denso e viscoso. Se o grau API é maior que 10, o óleo é mais leve e flutua na água; se for menor do que 10, é mais pesado e afunda.
As reservas mundiais de petróleo extremamente grosso ou “pesado” são provavelmente duas vezes maiores do que as de óleos crus leves mais convencionais. Originalmente, estes óleos eram leves também. Eles tornaram-se pesados porque a cobertura de rocha sobre os reservatórios não proporcionou uma vedação completa. Isto permitiu a penetração de bactérias que consumiram os componentes mais leves. Uma grande quantidade também escoou ou simplesmente evaporou, deixando para trás apenas os compostos mais pesados.
Segundo os cientistas, a tendência é que o grau de API diminua, pois a busca por petróleo está cada vez maior. 

Campo X Reserva

Denomina-se campo uma área delimitada produtora de petróleo, com uma ou várias zonas produtoras.
                                                     reservatório produtor de óleo

Antes era uma conseqüência da busca por petróleo, mas agora o gás natural ganhou destaque, sendo alvo de pesquisas exploratórias. Atualmente existem campos de gás natural, onde é a extração de petróleo que fica em segundo lugar.
  
                                                      reservatório produtor de gás     

Reserva

Denomina-se reserva o volume de hidrocarbonetos (óleo e/ou gás natural), que podem ser economicamente extraídos de um campo. 
Esse volume sempre será inferior ao volume total existente no campo, visto que só se consegue retirar do reservatório uma parte do óleo nelo contido. 
Essa estimativa é extremamente instável, pois a medida que novas tecnologias vão surgindo (o que acontece quase todo dia) é preciso rever essas contas,  a primeira crise do petróleo aconteceu por causa da divulgação de que todas as reservas de petróleo acabariam em 40 anos; não prevendo os grandes avanços que aconteceriam na tecnologia. Assim, a única certeza que temos é que o petróleo é uma fonte não renovável de energia, ou seja, um dia ele vai acabar, mas é impossível determinar com precisão quando isso ocorrerá.