Fontes de energia de origem geológica [Geologia e Pedologia]

·         Petróleo;

·         Gás natural;

·         Xisto betuminoso;

·         Termo elétrica que aproveitam o calor no interior da terra; e

·         Carvão mineral.

1 – Para todos os itens anteriores cite:

a)      Processo de formação;

b)      Tipos;

c)       Distribuição no mundo; e

d)      Viabilidade econômica e ambiental.

PETRÓLEO

     Processo de formação;

O processo de formação do petróleo parte da decomposição de vários tipos de matérias, sendo elas orgânicas, partindo de restos de vegetais e animais mortos, que se juntam ao longo de milhares de anos, e são cobertos por camadas de sedimentos (areia, pó de calcário, etc) que, mais tarde, se tornam rochas sedimentares. Essas rochas, que com o calor e a alta pressão sob elas, causam uma reação química complexa, que resulta no petróleo.

  O petróleo é composto por Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio, Enxofre, sendo:

 Carbono 81-88%

Hidrogênio 10-14%

Oxigênio 0.01-1.20%

Nitrogênio 0.002-1.70%

Enxofre 0.01-5.00%

b)      Tipos;

- Petróleo Brent: petróleo produzido na região do Mar do Norte, provenientes dos sistemas de exploração petrolífera de Brent e Ninian. É o petróleo na sua forma bruta (crú) sem passar pelo sistema de refino.

- Petróleo Light: petróleo leve, sem impurezas, que já passou pelo sistema de refino.

- Petróleo Naftênico: petróleo com grande quantidade de hidrocarbonetos naftênicos.

- Petróleo Parafínico: petróleo com grande concentração de hidrocarbonetos parafínicos.

- Petróleo Aromático: com grande concentração de hidrocarbonetos aromáticos.

c)       Distribuição no mundo;

O Oriente Médio é a região que abriga as maiores reservas mundiais de petróleo (cerca de 65%), com destaque para a Arábia Saudita, que é a maior produtora mundial. Outros locais onde há grande produção de petróleo são: golfo do México, sul dos Estados Unidos, lago de Maracaibo (Venezuela), Sibéria (Rússia), golfo de Bohai (China), Ásia central (região do Cáucaso) e na costa ocidental da África.

Arábia Saudita, Estados Unidos, Rússia, Irã e México são responsáveis por aproximadamente 40% da produção de petróleo. Também estão na lista dos grandes produtores a China, Canadá, Emirados Árabes Unidos, Venezuela, Kuwait, Brasil, Noruega, Nigéria, Iraque, Líbia, Equador, Cazaquistão e Argélia.

Alguns desses países integram a Organização dos Países Exportadores de Petróleo (Opep). Essa organização visa controlar o volume de produção, com o objetivo de alcançar os melhores preços no mercado mundial. Os países membros da Opep possuem cerca de 70% das reservas mundiais de petróleo.

Com a descoberta da camada pré-sal, o Brasil poderá triplicar sua produção, passando a ter a 16° maior reserva petrolífera. Conforme estimativas da Petróleo Brasileiro S/A (Petrobras), o país alcançará a marca de 50 bilhões de barris.

d)      Viabilidade econômica e ambiental.

Economicamente o petróleo é a fonte de energia que possui um dos maiores custo benefício na atualidade. Somente o carvão mineral é mais utilizado que o petróleo.

Um produto com alto risco de contaminação, o petróleo provoca graves danos ao meio ambiente quando entra em contato com as águas de oceanos e mares ou com a superfície do solo. Vários acidentes ambientais causados pelo vazamento do petróleo já ocorreram nas ultimas décadas. Quando ocorre no oceano, as consequências ambientais são drásticas, pois afeta os ecossistemas litorâneos, provocando grande quantidade de mortes entre peixes e outros animais marítimos. Nem sempre as medidas de limpeza conseguem minimizar o problema.

GÁS NATURAL

a)      Processo de formação;

Como matéria orgânica enterrada por quantidades crescentes de lodo e sedimentos ao longo do tempo, a pressão resultante das forças embaixo da terra comprimiu a matéria e ela foi submetida às altas temperaturas que existem nas profundezas da terra. Compressão intensa e condições de alta temperatura causaram ligações de carbono na matéria, uma transformação química resultando na formação de gás natural e outros combustíveis fósseis como o petróleo.

b)      Tipos;

c)       Distribuição no mundo; ´

Os russos encabeçam a lista dos países com a maior riqueza em gás natural, segundo ranking da CIA. O país detém 47,57 trilhões de metros cúbicos do combustível, o que equivale a cerca de  25% do total de reservas mundiais.

 Em segundo lugar no ranking está o Irã. Os iranianos detém cerca de 15,57% do total de reservas mundiais de gás natural. As jazidas do país armazenam aproximadamente 29,6 trilhões de metros cúbicos do combustível.
O pequeno emirado do Qatar tem a terceira maior reserva mundial de gás natural. As jazidas totalizam 25,47 trilhões de metros cúbicos do combustível, o que corresponde 13,39% das reservas mundiais.

A quarta maior reserva de gás natural do mundo está no Turcomenistão. O país asiático detém, sozinho, 3,95% deste combustível. Ao todo, são 7,5 trilhões de metros cúbicos de gás, de acordo com as estatísticas da CIA.

Logo atrás do Turcomenistão na lista está a Arábia Saudita. O país do Oriente Médio tem 3,92% do total de gás natural no mundo, o que equivale a 7,46 trilhões de metros cúbicos do combustível.

Os Emirados Árabes Unidos contam com a sétima maior reserva de gás natural do mundo, segundo a CIA. O conjunto detém 3,19% do total de gás natural existente, o que equivale a 6,07 trilhões de metros cúbicos do combustível.

Com 5,25 trilhões de metros cúbicos de gás natural, a Nigéria ocupa a oitava posição do ranking, segundo dados da CIA. O país africano tem 2,76% do total de gás natural existente no mundo.

Como era de se esperar, a Venezuela, que tem grandes reservas de petróleo, conta também com uma vasta fonte de gás natural. O país tem reservas estimadas em 4,98 trilhões de metros cúbicos do combustível, o que equivale a 2,62% do total.

A Argélia fecha a lista das 10 maiores reservas nacionais de gás natural do mundo. O país tem cerca de 4,5 trilhões de metros cúbicos de gás em seu território. Isto equivale a 2,37% do total do combustível existente no mundo.

d)      Viabilidade econômica e ambiental.

Economicamente o gás natural pode ser viável de diversas formas seja na utilização na indústria ou na substituição de parte do consumo doméstico como no uso dos chuveiros, assim diminuindo a demanda energética nos horários de pico.

 A utilização do gás natural como insumo energético apresenta algumas vantagens ambientais se comparada com outras fontes fósseis (carvão mineral e derivados de petróleo) de energia. Entre eles pode-se citar:

- baixa presença de contaminantes;

- combustão mais limpa, que melhora a qualidade do ar, pois substitui formas de energias poluidoras como carvão, lenha e óleo combustível, contribuindo também para a redução do desmatamento;

- menor contribuição de emissões de CO2 por unidade de energia gerada (cerca de 20 a 23% menos do que o óleo combustível e 40 a 50% menos que os combustíveis sólidos como o carvão);

- pequena exigência de tratamento dos gases de combustão;

- maior facilidade de transporte e manuseio, o que contribui para a redução do tráfego de caminhões que transportam outros tipos de combustíveis;

- não requer estocagem, eliminando os riscos do armazenamento de combustíveis;

- maior segurança; por ser mais leve do que o ar, o gás se dissipa rapidamente pela atmosfera em caso de vazamento;

- contribuição para a diminuição da poluição urbana quando usado em veículos automotivos, um vez que reduz a emissão de óxido de enxofre, de fuligem e de materiais particulados, todos presentes no óleo diesel.

Xisto betuminoso

a)      Processo de formação;

O xisto é uma camada de rocha sedimentar, originada sob temperaturas e pressões elevadas, contendo matéria orgânica disseminada em seu meio mineral. Consiste numa fonte energética não renovável.
É um tipo de rocha encontrada na natureza em duas formas diferentes: o betuminoso e o pirobetuminoso, ambos são ricos em betume.

Características do xisto betuminoso: são hidrocarbonetos (substâncias constituídas de hidrogênio e carbono) que aparecem em rochas sedimentares. A matéria orgânica (betume) disseminada em seu meio é quase fluída, sendo facilmente extraída.

b)      Tipos;

Geólogos podem classificar o xisto betuminoso com base na sua composição, como xistos ricos em carbonato, xistos siliciosos ou xistos sapropélicos.20 Uma outra classificação, conhecida como diagrama de Van Krevelen, atribui tipos de querogênio, dependendo do teor de hidrogênio, carbono, e oxigênio no material orgânico do xisto betuminoso original.12 Mas a classificação mais utilizada de xisto betuminoso, desenvolvida entre 1987 e 1991 por Adrian C. Hutton, adapta termos petrográficos da terminologia do carvão. Esta classificação designa o xisto betuminoso como terrestre, lacustre (depositado no fundo de um lago), ou marinho (depositado no fundo do mar), baseado no ambiente inicial do depósito de biomassa.6 21 O esquema da classificação de Hutton tem se mostrado muito útil na estimação de rendimento e composição do óleo extraído

c)       Distribuição no mundo;

Os Estados Unidos possui a maior reserva mundial de xisto, seguido pelo Brasil, Estônia, China e Rússia. O Brasil possui um dos maiores volumes mundial de xisto, contém em seu território reservas de 1,9 bilhão de barris de óleo. A Superintendência Industrial de Xisto (SIX) da Petrobrás atua como um centro de desenvolvimento de tecnologia, e processa diariamente cerca de 7.800 toneladas de xisto betuminoso, que geram 3.870 barris de óleo de xisto, 120 toneladas de gás combustível, 45 toneladas de gás liquefeito de xisto e 75 toneladas de enxofre.
No entanto, a exploração de xisto é cara, trabalhosa, extremamente poluente e de pouco retorno.
Os impactos ambientais ocasionados pela exploração de xisto são: poluição hídrica, emissões gasosas de enxofre e alto risco de combustão espontânea dos resíduos remanescentes da rocha sedimentar.

d)      Viabilidade econômica e ambiental. 

A exploração de xisto é cara, trabalhosa, extremamente poluente e de pouco retorno, porém, é uma futura alternativa na substituição do uso do petróleo.
Os impactos ambientais ocasionados pela exploração de xisto são: poluição hídrica, emissões gasosas de enxofre e alto risco de combustão espontânea dos resíduos remanescentes da rocha sedimentar.

Termo elétrica que aproveitam o calor no interior da terra (geotérmicas)

a)      Processo de formação;

Abaixo da crosta terreste existe rocha liquida, chamada magma. A crosta terrestre flutua nesse magma, e nos pontos em que essa distancia é menor, é possível absorver a energia gerada pelo interior quente e rochoso da terra, que atinge temperaturas acima de 400°C, convertendo a agua subterrânea em vapor e em alguns pontos essa água chega até a superfície através de gêiseres.

b)      Tipos;

Muito baixa temperatura geotérmica:  É aquele que usa o calor solar armazenado na crosta terrestre em profundidades em torno de 100-150 m

Baixa temperatura geotérmica:  Este tipo de energia geotérmica usa o calor solar acumulada na crosta a profundidades superiores a 150 m.

Geotérmica Temperatura media:  Neste caso, encontramos corpos em baixa pressão e temperaturas em torno de 100-150m. 

Temperatura alta Geotérmica:  Tire proveito de massas de água subterrâneas em alta pressão, selado entre rochas impermeáveis ​​que transmitem calor no interior da Terra, as temperaturas obtendo> 150 ° C, o que nos permite explorar o vapor de água natural para eletricidade constante, confiável e econômica em todo o ano.

c)       Distribuição no mundo;

Os maiores produtores de energia geotérmica do mundo são: Estados Unidos, Filipinas, Indonésia e Mexico.

d)      Viabilidade econômica e ambiental

Economicamente não é a alternativa que tem um alto custo beneficio na maior parte do mundo, as suas restritas áreas que podem ser usadas para instalação de uma usina geotérmica, pois, atualmente não é possível trabalhar a grandes profundidades, porém, em países que são escassos de outras fontes de energia como as hidrelétricas e tem condições favoráveis a exploração da energia geotérmica pode se tornar uma opção viável.

Ambientalmente é uma das alternativas mais “limpas” que se tem acesso hoje, não há emissão de poluentes na atmosfera terrestre, não afeta a fauna e a flora da região onde está instalada, portanto, é altamente recomendável o uso da mesma.

Carvão mineral

a)      Processo de formação;

O minério em questão formou-se há milhões de anos. O processo de sua formação aconteceu a partir de troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes. Todos esses fragmentos vegetais, após terem morrido, foram depositados e soterrados por sedimentos. Por meio de uma grande pressão e temperaturas extremamente elevadas foram gradativamente se transformando em minério de carvão, isso há 300 milhões de anos.

As etapas de formação do minério ocorreram primeiramente com a constituição da turfa, depois do linhito, o carvão betuminoso e o antracito

b)      Tipos;

Existem quatro tipos de carvão: carvão mineral ou natural, carvão vegetal, carvão de animal (ou carvão de osso) e negro de fumo (fuligem).

Carvão mineral ou natural:

Esse carvão é produto da fossilização ao longo de milhares ou milhões de anos da madeira. Vegetais soterrados sofrem a ação de micro-organismos, da temperatura e da pressão, ao longo desse tempo, e vão perdendo água, oxigênio, nitrogênio, entre outros componentes, ficando cada vez mais ricos em carbono, que é o que forma o carvão.

Carvão vegetal:

Esse tipo de carvão é obtido por meio da destilação seca da madeira. Essa destilação dá origem a três frações, sendo que a fração sólida é o carvão vegetal.

Carvão animal:

É obtido por meio da calcinação ou destilação seca de ossos de animais. São impuros, densos e porosos.

Negro de fumo (fuligem):

É um carvão em pó, finamente dividido, mais conhecido como fuligem, e é obtido em combustões incompletas de metano e acetileno.

c)       Distribuição no mundo;

Rússia 56,5%, Estados Unidos 19,5%, China 9,5%, Canadá 7,8%, Europa 5,0%, África 1,3% e outros 0,4%.

d)      Viabilidade econômica e ambiental.

A queima de carvão para obtenção de energia produz efluentes altamente tóxicos como por exemplo o mercúrio e outros metais pesados como vanádio, cádmio, arsênio  e chumbo. Além disso, a libertação de dióxido de carbono causa poluição na atmosfera, agravando o aquecimento global e contribuindo para a chuva ácida. Na década de 1950, a poluição atmosférica devido ao uso do carvão causou elevado número de mortes e deixou milhares de doentes em Londres, durante "o grande nevoeiro de 1952". Portanto ambientalmente o carvão mineral não é recomendado.

Economicamente o gás mineral é altamente recomendável pelo seu baixo custo em relação a quantidade de energia produzida, isso reflete no alto uso do carvão mineral na atualidade em torno de 23,3% da energia usada no mundo.