sábado, 12 de setembro de 2009

Petróleo

Petróleo
O petróleo é uma substância oleosa, inflamável, com cheiro característico e, em geral, menos densa que a água e com cor variando entre o negro e o castanho escuro.
Embora objeto de muitas discussões no passado, hoje tem-se como certa a sua origem orgânica, sendo uma combinação de moléculas de carbono e hidrogênio.
Admite-se que esta origem esteja ligada à decomposição dos seres que compõem o plâncton - organismos em suspensão nas águas doces ou salgadas tais como protozoários, celenterados e outros - causada pela pouca oxigenação e pela ação de bactérias.
Estes seres decompostos foram, ao longo de milhões de anos, se acumulando no fundo dos mares e dos lagos, sendo pressionados pelos movimentos da crosta terrestre e transformaram-se na substância oleosa que é o petróleo.
Ao contrário do que se pensa, o petróleo não permanece na rocha que foi gerado - a rocha matriz - mas desloca-se até encontrar um terreno apropriado para se concentrar.
Estes terrenos são denominados bacias sedimentares, formadas por camadas ou lençóis porosos de areia, arenitos ou calcários. O petróleo aloja-se ali, ocupando os poros rochosos como forma "lagos". Ele acumula-se, formando jazidas. Ali são encontrados o gás natural, na parte mais alta, e petróleo e água nas mais baixas.
PROGRAMA DESCUBRA O PETRÓLEO
Formação
A idade do nosso planeta, a Terra, é calculada em bilhões de anos. As jazidas de petróleo, não tão idosas, também têm idades fabulosas, que variam de um a quatrocentos milhões de anos.
Durante esse período, aconteceram grandes e inúmeros fenômenos, como erupções vulcânicas, deslocamento dos pólos, separação dos continentes, movimentação dos oceanos e ação dos rios, acomodando a crosta terrestre.
Com isso, grandes quantidades de restos vegetais e animais se depositaram no fundo dos mares e lagos, sendo soterrados pelos movimentos da crosta terrestre sob a pressão das camadas de rochas e pela ação do calor. Esses restos orgânicos foram se decompondo até se transformarem em petróleo.
Geologia
Aos detritos de rochas, resultantes da erosão da crosta terrestre pela ação da natureza, dá-se o nome de sedimentos.
Por longo tempo, os sedimentos foram se acumulando em camadas, dando origem às rochas sedimentares. As diversas camadas dessas rochas formam as bacias sedimentares.
O petróleo só poderá ser encontrado em áreas onde houve acumulação de restos orgânicos e rochas sedimentares.
Todavia, depois de formado, o petróleo não se acumula na rocha em que foi gerado. Ele passa através dos poros das rochas, até encontrar uma outra rocha que o aprisione, formando a jazida.
A jazida é, então, uma rocha cujos poros são ocupados pelo petróleo. No entanto, isso não significa que toda rocha sedimentar contenha uma jazida. Sua busca é tarefa árdua, difícil e exige muita paciência.
Exploração
O ponto de partida na busca do petróleo é a Exploração, que realiza os estudos preliminares para a localização de uma jazida.
Nesta fase é necessário analisar muito bem o solo e o subsolo, mediante aplicações de conhecimentos de Geologia e de Geofísica, entre outros.
A geologia realiza estudos na superfície que permitem um exame detalhado das camadas de rochas onde possa haver acumulação de petróleo. Quando se esgotam as fontes de estudos e pesquisas de Geologia, iniciam-se, então, as explorações Geofísicas no subsolo. A Geofísica, mediante o emprego de certos princípios da física, faz uma verdadeira radiografia do subsolo.
Um dos métodos mais utilizados é o da Sísmica. Compreende verdadeiros terremotos artificiais, provocados, quase sempre, por meio e explosivos, produzindo ondas que se chocam contra a crosta terrestre e voltam à superfície, sendo captadas por instrumentos que registram determinadas informações de interesse do Geofísico.
Perfuração
A perfuração é a segunda fase na busca do petróleo. Ela ocorre em locais previamente determinados pelas pesquisas Geológicas e Geofísicas.
Para tanto, perfura-se um poço - o Poço Pioneiro - mediante o uso de uma sonda(ou Torre de Perfuração) que é o equipamento utilizado para perfurar poços. Esse trabalho é feito através de uma Torre que sustenta a coluna de perfuração, formada por vários tubos. Na ponta do primeiro tubo encontra-se a broca, que, triturando a rocha, abre o caminho das camadas subterrâneas. Comprovada a existência de petróleo, outros poços são perfurados para se avaliar a extensão da jazida. Essa avaliação é que vai determinar se é comercialmente viável, ou não, produzir o petróleo descoberto. Caso positivo, o número de poços perfurados forma um Campo de Petróleo.
Produção
Revelando-se comercial, começa a fase da Produção naquele Campo. Nesta fase, o óleo pode vir à superfície espontaneamente, impelido pela pressão interna dos gases. Nesses casos temos os chamados Poços Surgentes.
Para controlar esse óleo usa-se, então, um conjunto de válvulas denominado Árvore de Natal.
Quando, entretanto, a pressão fica reduzida, são empregados processos mecânicos, como o Cavalo de Pau, equipamento usado para bombear o petróleo para a superfície, além de outros.
Os trabalhos em mar seguem os mesmos critérios aplicados em terra, mas utilizam equipamentos especiais de perfuração e produção: as Plataformas e os Navios-Sonda.
Junto à descoberta do petróleo pode ocorrer, também, a do Gás Natural. Isso acontece, principalmente, nas bacias sedimentares brasileiras, onde o gás natural, muitas vezes, encontra-se dissolvido no petróleo, sendo separado durante as operações de produção. Tecnicamente chama-se a isto de Gás Associado ao Petróleo.
O petróleo e o gás descobertos não são totalmente produzidos. Boa parte deles fica em disponibilidade para futuras produções, em determinado momento. São chamadas Reservas de Petróleo e de Gás.
Dos campos de produção, seja em terra ou mar, o petróleo e o gás seguem para o parque de armazenamento, onde ficam estocados. Este parque é uma grande área na qual se encontram instalados diversos tanques que se interligam por meio de tubulações.
Refino
Uma Refinaria é como uma grande fábrica, cheia de equipamentos complexos e diversificados, pelos quais o petróleo vai sendo submetido a diversos processos para a obtenção de muitos derivados. Refinar petróleo é, portanto, separar suas frações, processá-lo, transformando-o em produtos de grande utilidade: os derivados de petróleo.
A instalação de uma Refinaria obedece a diversos fatores técnicos, dos quais destacam-se a sua localização nas proximidades de uma região onde haja grande consumo de derivados e/ou nas proximidades das áreas produtoras de petróleo,
A Petrobrás possui 11 refinarias, estrategicamente localizadas do norte ao sul do País. Responsáveis pelo processamento de milhões de barris diários de petróleo, essas refinarias suprem nosso mercado com todos os derivados que podem ser obtidos a partir do petróleo nacional ou importado: gasolina, óleos combustíveis, além de outros.
Transporte
O transporte na indústria petrolífera se realiza por Oleodutos, Gasodutos, Navios Petroleiros e Terminais Marítimos.
Oleodutos e Gasodutos são sistemas que transportam, respectivamente, o óleo e o gás, por meio de dutos (tubos) subterrâneos. Navios Petroleiros transportam gases, petróleo e seus derivados e produtos químicos.
Terminais Marítimos são instalações portuárias para a transferência da carga dos navios para a terra e vice-versa.
Instalados estrategicamente em diversos pontos do País, a Petrobrás dispõe, de 8 Terminais, uma rede de dutos e uma ampla frota de Navios Petroleiros.
PETRÓLEO NO MUNDO
Não se sabe quando despertaram a atenção do homem, mas o fato é que o petróleo, assim como o asfalto e o betume, eram conhecidos desde os primórdios da civilização.
Nabucodonosor usou o betume como material de liga nas construção dos célebres Jardins Suspensos da Babilônia. Foi também utilizado para impermeabilizar a Arca de Noé. Os egípcios o usaram para embalsamar os mortos e na construção de pirâmides, enquanto gregos e romanos dele lançaram mão para fins bélicos.
Só no século 18, porém, é que o petróleo começou a ser usado comercialmente, na indústria farmacêutica e na iluminação. Como medicamento, serviu de tônico cardíaco e remédio para cálculos renais, enquanto seu uso externo combatia dores, cãimbra e outras moléstias.
Até a metade do século passado, não havia ainda a idéia, ousada para a época, da perfuração de poços petrolíferos. As primeiras tentativas aconteceram nos Estados Unidos, com Edwin L. Drake. Lutou com diversas dificuldades técnicas, chegando mesmo a ser cognominado de "Drake, o louco". Após meses de perfuração, Drake encontra o petróleo, a 27 de agosto de 1859.
Passados cinco anos, achavam-se constituídas, nos Estados Unidos, nada menos que 543 companhias entregues ao novo e rendoso ramo de atividades. Na Europa floresceu, em paralelo á fase de Drake, uma reduzida indústria de petróleo, que sofreu a dura competição do carvão, linhita, turfa e alcatrão - matérias-primas então entendidas como nobre.
Naquela época, as zonas urbanas usavam velas de cera, lâmpadas de óleo de baleia e iluminação por gás e carvão. Enquanto isso, no campo, o povo despertava com o sol e dormia ao escurecer por falta de iluminação noturna.
Assim, as lâmpadas de querosene, por seu baixo preço, abriram novas perspectivas ao homem do campo, principalmente, permitindo que pudesse ler e escrever á noite.
A invenção dos motores á gasolina e a diesel, no século passado, fez com que outros derivados, até então desprezados, passassem a ter novas aplicações.
Assim, ao longo do tempo, o petróleo foi se impondo como fonte de energia eficaz. Hoje, além de grande utilização dos seus derivados, com o advento da petroquímica, centenas de novos produtos foram surgindo, muitos deles diariamente utilizados, como os plásticos, borrachas sintéticas, tintas, corantes, adesivos, solventes, detergentes, explosivos, produtos farmacêuticos, cosméticos, etc. Com isso, o petróleo além de produzir combustível e energia, passou a ser imprescindível a utilidade e comodidades da vida de hoje.
PETRÓLEO NO BRASIL
A história do petróleo no Brasil pode ser dividida em três fases distintas:
1º Até 1938, com as explorações sob o regime da livre iniciativa. Neste período, a primeira sondagem profunda foi realizada entre 1892 e 1896, no Município de Bofete, Estado de São Paulo, por Eugênio Ferreira Camargo.
2º Nacionalização das riquezas do nosso subsolo, pelo Governo e a criação do Conselho Nacional do Petróleo, em 1938.
3º Estabelecimento do monopólio estatal, durante o Governo do Presidente Getúlio Vargas que, a 3 de outubro de 1953, promulgou a Lei 2004, criando a Petrobrás. Foi uma fase marcante na história do nosso petróleo, pelo fato da Petrobrás ter nascido do debate democrático, atendendo aos anseios do povo brasileiro e defendida por diversos partidos políticos.
Hoje, aos 35 anos de existência, e sempre voltada para os interesses do País, a Petrobrás implantou uma grande indústria petrolífera, reconhecida e respeitada em todo o mundo.
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
Com a crise do petróleo, em 1973, vários foram os problemas surgidos para os países consumidores, entre eles o racionamento de combustíveis e o desemprego. Com isso, foram intensificados os trabalhos de exploração de novos campos petrolíferos e, também, o desenvolvimento de programas alternativos para a geração de energia.
São as fontes alternativas de energia, ou seja, a utilização de outras matérias-primas, produtoras de energia, que não o petróleo. No Brasil, vários programas nesse sentido foram desenvolvidos de modo a se reduzir a dependência externa para o abastecimento de energia.
Hoje, o País conta, além da expansão da energia elétrica, com a exploração e produção do xisto(rocha da qual se produz óleo e gás), o aproveitamento de vegetais(dos quais a cana-de-açúcar, que produz álcool é a mais importante), a energia solar, nuclear e dos ventos.
BREVE RELATO SOBRE A DESCOBERTA DO PETRÓLEO NO BRASIL
A história do petróleo no Brasil começou na Bahia, onde, no ano de 1858, o decreto n.º 2266 assinado pelo Marquês de Olinda, concedeu a José Barros Pimentel o direito de extrair mineral betuminoso para fabricação de querosene de iluminação, em terrenos situados nas margens do Rio Marau, na Província da Bahia. No ano seguinte, em 1859, o inglês Samuel Allport, durante a construção da Estrada de Ferro Leste Brasileiro, observou o gotejamento de óleo em Lobato, no subúrbio de Salvador.
Em 1930, setenta anos depois e após vários poços perfurados sem sucesso em alguns estados brasileiros, o Engenheiro Agrônomo Manoel Inácio Bastos, realizando uma caçada nos arredores de Lobato, tomou conhecimento que os moradores usavam uma lama preta, oleosa para iluminar suas residências. A partir de então retornou ao local várias vezes para pesquisas e coletas de amostras, com as quais procurou interessar pessoas influentes, porém sem sucesso, sendo considerado como "maníaco". Em 1932 foi até o Rio de Janeiro, onde foi recebido pelo Presidente Getúlio Vargas, a quem entregou o relatório sobre a ocorrência de Lobato. Finalmente, em 1933 o Engenheiro Bastos conseguiu empolgar o Presidente da Bolsa de Mercadorias da Bahia, Sr. Oscar Cordeiro, o qual passou a empreender campanhas visando a definição da existência de petróleo em bases comerciais na área. Diante da polêmica formada, com apaixonantes debates nos meios de comunicação, o Diretor-Geral do Departamento Nacional de Produção Mineral - DNPM, Avelino Inácio de Oliveira, resolveu em 1937 pela perfuração de poços na área de Lobato, sendo que os dois primeiros não obtiveram êxito.
Em 29 de julho de 1938, já sob a jurisdição do recém-criado Conselho Nacional de Petróleo - CNP, foi iniciada a perfuração do poço DNPM-163, em Lobato, que viria a ser o descobridor de petróleo no Brasil, quando no dia 21 de janeiro de 1939, o petróleo apresentou-se ocupando parte da coluna de perfuração.
O poço DNPM-163, apesar de ter sido considerado antieconômico, foi de importância fundamental para o desenvolvimento da atividade petrolífera no Estado da Bahia. A partir do resultado desse poço, houve uma grande concentração de esforços na Bacia do Recôncavo, resultando na descoberta da primeira acumulação comercial de petróleo do país, o Campo de Candeias, em 1941.
A constatação de petróleo na Bacia do Recôncavo viabilizou a exploração de outras bacias sedimentares terrestres, primeiramente pelo CNP e, posteriormente, pela PETROBRÁS. O petróleo continua sendo descoberto e explorado na plataforma continental e nos mais distantes rincões do subsolo nacional; recentemente tivemos a inauguração das instalações de escoamento de petróleo no Campo de Rio Urucu, na longínqua Bacia do Alto Amazonas.
DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA
A Destilação Atmosférica é um processo de destilação fracionada que tem por objetivo efetuar a primeira separação de hidrocarbonetos em uma refinaria, separação esta sem transformação química, que ocorre devido à diferença de ponto de ebulição de vários hidrocarbonetos.
Em nossa refinaria são duas as unidades de Destilação Atmosférica, A U-100 E A U-200. A Destilação Atmosférica consiste em aquecer o Petróleo a uma determinada temperatura (entre 300ºC e 340ºC), para que este chegue na torre de destilação e consiga separar-se em diversas frações de acordo com o ponto de ebulição dos hidrocarbonetos que compõem.
CRAQUEAMENTO CATALÍTICO
A Unidade de Craquemento Catalítico Fluído, também conhecida como U-5000 ou U-FCC, tem como objetivo a produção de alta octanagem. A U-FCC, ao contrário das unidades de destilação atmosférica e a vácuo, nas quais ocorria uma separação física em colunas de destilação, ocorrem também reações químicas, onde a carga da unidade é o gop, proveniente da U-4000, o qual entra em contato com minúsculos grãos chamados "catalisador", à uma temperatura de cerca de 500ºc, ocorre então a quebra dos hidrocarbonetos longos, gerando uma mistura de hidrocarbonetos menores, que são a seguir separados em uma coluna de destilação.
No fundo é retirado resíduo aromático (diluente óleo combustível/ venda), no meio óleo leve (diluente óleo combustível) no topo uma mistura de gás combustível, GLP e gasolina que são enviados para a unidade concentradora de gases (U-6000) onde são separados, após sendo tratados para a retirada de compostos de enxofre nas unidades 8000 e 12000.
DESTILAÇÃO A VÁCUO
Com a instalação da Unidade de Craqueamento Catalítico Fluído, houve a necessidade de produção de carga para a mesma, a maneira encontrada, foi através da unidade de destilação a vácuo.
A operação da unidade baseia-se no fato de que quando se trabalha em vácuo, um hidrocarboneto irá destilar a uma temperatura menor que aquela da unidade de destilação atmosférica, ou seja, aquilo que não destilou nessa última, agora destilará.
A alimentação da unidade é feita com rat (resíduo atmosférico), das unidades 100 e 200.
A carga é primeiramente aquecida com os derivados que saem em alta temperatura da coluna, após tem um aquecimento final no forno, chegando a média de 395ºc, nessa condição, entra na parte inferior da coluna, os hidrocarbonetos mais pesados que a carga depositam-se no fundo (resíduo de vácuo), usado para produzir óleo combustível que é queimado nos fornos e caldeiras ou asfalto que também é vendido.
Os mais leves ascendem à coluna, sendo retirados lateralmente de forma decrescente: óleo pesado circulante (slop wax), gasóleo pesado e gasóleo leve que representam cerca de 65% dos derivados da unidade e que irão alimentar a U-FCC. Os gases são ejetados no topo através de ejetores de vapor d'água, criando vácuo.
TRATAMENTO DE EFLUENTES
O processamento do petróleo gera resíduos os quais em quantidade não variam muito, porém a concentração de determinadas impurezas do petróleo, como compostos de nitrogênio, enxofre e fenóis sofrem muitas variações dependendo do tipo de petróleo.
Atualmente a refinaria está utilizando petróleos leves com baixos teores de enxofre, e nitrogênio, o que por si só, já minimiza a geração de contaminantes.
As principais fontes de efluentes líquidos gerados continuamente são os condensados das colunas de destilação, os quais são enviados à unidade de tratamento de águas ácidas (U-750), outra fonte é a água ácida gerada a cada três dias no sistema de tratamento de água para caldeira, que é neutralizada na U-770 e descartada para o saco da mangueira.
Os demais efluentes líquidos como drenagens de água de tanque de petróleo e chuva entre outros, juntam-se a água tratada da U-750 em um tanque de acumulação, para posteriormente sofrerem uma purificação final de separador de óleo e tratamento biológico (onde o efluente é exposto a bactérias que se alimentam dos contaminantes presentes no efluente em questão). Posteriormente o efluente é direcionado para uma lagoa de estabilização onde é analisado e só então é descartado para o saco da mangueira livre de contaminantes.

Fonte: http://www.dep.fem.unicamp.br/
http://www.ipiranga.com.br/

Hidrogênio

Hidrogênio
O Hidrogênio como Combustível
Desde o início do século XIX, os cientistas identificaram o hidrogênio como uma fonte potencial de combustível. Os usos atuais do hidrogênio incluem processos industriais, combustível para foguetes e propulsão para cápsulas espaciais. Com pesquisa e desenvolvimento mais avançados, este combustível também pode ser utilizado como uma fonte alternativa de energia para o aquecimento e iluminação de residências, geração de eletricidade e como combustível de automóveis. Quando produzido de fontes e tecnologias renováveis, como hidráulica, solar ou eólica, o hidrogênio torna-se um combustível renovável.
Composição do Hidrogênio
O hidrogênio é o mais simples e mais comum elemento do universo.
Possui a maior quantidade de energia por unidade de massa que qualquer outro combustível conhecido - 52.000 BTU - British Thermal Units (Unidades Térmicas Britânicas) por libra (ou 120,7kJ por grama). Além disso, quando resfriado ao estado líquido, este combustível de baixo peso molecular ocupa um espaço equivalente a 1/700 daquele que ocuparia no estado gasoso. Esta é uma das razões pelas quais o hidrogênio é utilizado como combustível para propulsão de foguetes e cápsulas espaciais, que requerem combustíveis de baixo peso, compactos e com grande capacidade de armazenamento de energia.
No estado natural e sob condições normais, o hidrogênio é um gás incolor, inodoro e insípido. O hidrogênio molecular (H2) existe como dois átomos ligados pelo compartilhamento de elétrons - ligação covalente.
Cada átomo é composto por um próton e um elétron. Alguns cientistas acreditam que este elemento dá origem a todos os demais por processos de fusão nuclear. O hidrogênio normalmente existe combinado com outros elementos, como o oxigênio na água, o carbono no metano, e na maioria dos compostos orgânicos. Como é quimicamente muito ativo, raramente permanece sozinho como um único elemento.
Quando queimado com oxigênio puro, os únicos produtos são calor e água. Quando queimado com ar, constituído por cerca de 68% de nitrogênio, alguns óxidos de nitrogênio (NOX) são formados. Ainda assim, a queima de hidrogênio produz menos poluentes atmosféricos que os combustíveis fósseis.
A Produção de Hidrogênio
O hidrogênio ligado em compostos orgânicos e na água constitui 70% da superfície terrestre. A quebra destas ligações na água permite produzir hidrogênio e então utiliza-lo como combustível. Existem muitos processos que podem ser utilizados para quebrar estas ligações. A seguir estão descritos alguns métodos para a produção de hidrogênio e que ou estão atualmente em uso ou sob pesquisa e desenvolvimento.
A maior parte do hidrogênio produzido no mundo (principalmente nos Estados Unidos) em escala industrial é pelo processo de reforma de vapor, ou como um subproduto do refino de petróleo e produção de compostos químicos. A reforma de vapor utiliza energia térmica para separar o hidrogênio do carbono no metano ou metanol, e envolve a reação destes combustíveis com vapor em superfícies catalíticas. O primeiro passo da reação decompõe o combustível em água e monóxido de carbono (CO). Então, uma reação posterior transforma o monóxido de carbono e a água em dióxido de carbono (CO2) e hidrogênio (H2). Estas reações ocorrem sob temperaturas de 200ºC ou maiores.
Outro modo de produzir hidrogênio é por eletrólise, onde os elementos da água, o hidrogênio e o oxigênio, são separados pela passagem de uma corrente elétrica. A adição de um eletrólito como um sal aumenta a condutividade da água e melhora a eficiência do processo. A carga elétrica quebra a ligação química entre os átomos de hidrogênio e o de oxigênio e separa os componentes atômicos, criando partículas carregadas (íons).
Os íons se formam em dois pólos: o anodo, polarizado positivamente, e o catodo, polarizado negativamente. O hidrogênio se concentra no cátodo e o anodo atrai o oxigênio. Uma voltagem de 1,24V é necessária para separar os átomos de oxigênio e de hidrogênio em água pura a uma temperatura de 25ºC e uma pressão de 1,03kg/cm2. Esta tensão varia conforme a pressão ou a temperatura são alteradas.
A menor quantidade de eletricidade necessária pra eletrolisar um mol de água é de 65,3Watts-hora (a 25ºC). A produção de um metro cúbico de hidrogênio requer 0,14kilowatts-hora (kWh) de energia elétrica (ou 4,8kWh por metro cúbico).
Fontes renováveis de energia podem produzir eletricidade por eletrólise. Por exemplo, o Centro de Pesquisas em Energia da Humboldt State University projetou e construiu um sistema solar de hidrogênio auto-suficiente. O sistema usa um arranjo fotovoltaico de 9,2kilowatts (kW) para fornecer energia a um compressor que faz a aeração dos tanques de peixes. A energia não utilizada para movimentar o compressor aciona um eletrolisador bipolar alcalino de 7,2kW. O eletrolisador pode produzir 53 pés cúbicos padrões de hidrogênio por hora (25 litros por minuto). A unidade está operando sem supervisão desde 1993. Quando o arranjo fotovoltaico não fornece energia suficiente, o hidrogênio fornece combustível para uma célula de combustível por membrana de troca fotônica de 1,5kW para fornecer a energia necessária aos compressores.
A eletrólise de vapor é uma variação do processo convencional de eletrólise. Uma parte da energia necessária para decompor a água é adicionada na forma de calor ao invés de eletricidade, tornando o processo mais eficiente que a eletrólise convencional. A 2500ºC a água se decompõe em hidrogênio e oxigênio. Este calor pode ser fornecido por um dispositivo de concentração de energia solar. O problema neste processo é impedir a recombinação do hidrogênio e do oxigênio sob as altas temperaturas utilizadas no processo.
A decomposição termoquímica da água utiliza produtos químicos como o brometo ou o iodeto, assistidos pelo calor. Esta combinação provoca a decomposição da molécula de água.
Este processo possui várias etapas - usualmente três - para atingir o processo inteiro.
Processos fotoeletroquímicos utilizam dois tipos de sistemas eletroquímicos para produzir hidrogênio. Um utiliza complexos metálicos hidrossolúveis como catalisadores, enquanto que o outro utiliza superfícies semicondutoras. Quando o complexo metálico se dissolve, absorve energia solar e produz uma carga elétrica que inicia a reação de decomposição da água. Este processo imita a fotossíntese. O outro método utiliza eletrodos semicondutores em uma célula fotoquímica para converter a energia eletromagnética em química. A superfície semicondutora possui duas funções: absorver a energia solar e agir como um eletrodo. A corrosão induzida pela luz limita o tempo de vida útil do semicondutor.
Processos biológicos e fotobiológicos utilizam algas e bactérias para produzir hidrogênio. Sob condições específicas, os pigmentos em certos tipos de algas absorvem energia solar. As enzimas na célula de energia agem como catalisadores para decompor as moléculas de água.
Algumas bactérias também são capazes de produzir hidrogênio, mas diferentemente das algas necessitam de substratos para seu crescimento. Os organismos não apenas produzem hidrogênio, mas também podem limpar poluição ambiental.
Recentemente, uma pesquisa iniciada pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos levou à descoberta de um mecanismo para produzir quantidades significativas de hidrogênio a partir de algas. Há 60 anos os cientistas sabem que as algas produzem pequenas quantidades de hidrogênio, mas não haviam encontrado um método factível para aumentar esta produção. Cientistas da Universidade da Califórnia em conjunto com o Laboratório Nacional de Energia Renovável encontraram a solução. Após permitir que a cultura de algas crescesse sob condições normais, os pesquisadores privaram-nas de enxofre e oxigênio. Após muitos dias gerando hidrogênio, a cultura de algas foi colocada novamente sob as condições normais por alguns poucos dias, permitindo assim que armazenassem mais energia. O processo pode ser repetido várias vezes. A produção de hidrogênio por algas pode eventualmente promover um meio prático e de baixo custo para a conversão de luz solar em hidrogênio.
Outra fonte de hidrogênio por processos naturais utiliza o metano e o metanol. O metano (CH4) é um componente do "biogás", produzido por bactérias anaeróbias. Estas bactérias são encontradas em grande quantidade no ambiente. Elas quebram, ou digerem, matéria orgânica na ausência de oxigênio e produzem o "biogás" como resíduo metabólico.
Fontes de biogás incluem os lixões, o esterco de gado ou porcos e as estações de tratamento de águas e esgotos. O metano também é o principal componente do gás natural (um grande combustível utilizado para aquecimento e geradoras de energia elétrica) produzido por bactérias anaeróbias há milhões de anos atrás. O etanol é produzido pela fermentação da biomassa. A maior parte do etanol combustível dos Estados Unidos é produzido pela fermentação do milho.
Estados Unidos, Japão, Canadá e França têm investigado a decomposição térmica da água, uma técnica radicalmente diferente para geração de hidrogênio. Este processo utiliza calor em temperaturas acima de 3000ºC para decompor as moléculas de água.
Usos Potenciais para o Hidrogênio
Os setores de transporte, industrial e residencial nos Estados Unidos têm utilizado hidrogênio há muitos anos. No início do século XIX muitas pessoas utilizaram um combustível denominado "gás da cidade", que era uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono. Muitos países, incluindo o Brasil e a Alemanha, continuam distribuindo este combustível.
Aeronaves (dirigíveis e balões) usam hidrogênio para transporte.
Atualmente, algumas indústrias utilizam hidrogênio para refinar petróleo, e para produzir amônia e metanol. As naves espaciais utilizam hidrogênio como combustível para seus foguetes.
Com pesquisas futuras, o hidrogênio pode fornecer eletricidade e combustível para os setores residencial, comercial, industrial e de transporte, criando uma nova economia energética.
Quando armazenado adequadamente, o hidrogênio combustível pode ser queimado tanto no estado gasoso quanto no líquido. Os motores de veículos e os fornos industriais podem facilmente ser convertidos para utilizar hidrogênio como combustível.
Desde a década de 1950, o hidrogênio abastece alguns aviões.
Fabricantes de automóveis desenvolveram carros movidos a hidrogênio. A queima de hidrogênio é 50% mais eficiente que a da gasolina e gera menos poluição ambiental. O hidrogênio apresenta uma maior velocidade de combustão, limites mais altos de inflamabilidade, temperaturas de detonação mais altas, queima mais quente e necessita de menor energia de ignição que a gasolina. Isto quer dizer que o hidrogênio queima mais rapidamente, mas traz consigo os perigos de pré-ignição e flashback.
Apesar de o hidrogênio apresentar suas vantagens como combustível para veículos, ainda tem um longo caminho de desenvolvimento a percorrer antes de poder ser utilizado como um substituto para a gasolina.
As células de energia utilizam um tipo de tecnologia que usam o hidrogênio para produzir energia útil. Nestas células, o processo de eletrólise é revertido para combinar o hidrogênio e o oxigênio através de um processo eletroquímico, que produz eletricidade, calor e água. O Programa Espacial dos Estados Unidos tem utilizado as células de energia para fornecer eletricidade às cápsulas espaciais há décadas.
Células de energia capazes de fornecer eletricidade para mover os motores de automóveis e ônibus têm sido desenvolvidas. Muitas companhias estão desenvolvendo células de energia para usinas estacionárias.
Uma célula de energia funciona como uma bateria que nunca pára de funcionar e não precisa de recarga. Ela irá produzir eletricidade e calor sempre que um combustível (no caso, o hidrogênio) for fornecido. Uma célula de energia consiste de dois eletrodos - um negativo (ânodo) e um positivo (cátodo) - imersos em um eletrólito. O hidrogênio é inserido na célula pelo anodo, e o oxigênio pelo catodo. Ativados por um catalisador, os átomos de hidrogênio separam-se em prótons e elétrons, que tomam caminhos diferentes no cátodo. Os elétrons saem por um circuito externo, gerando eletricidade. Os prótons migram através do eletrólito ao cátodo, onde reúnem-se com o oxigênio e os elétrons para gerar água e calor. As células de energia podem ser utilizadas para mover os motores de veículos ou para fornecer eletricidade e calor às edificações.
O hidrogênio pode ser considerado como uma forma de armazenar energia produzida de fontes renováveis como a solar, eólica, hídrica, geotérmica o biológica. Por exemplo, quando o sol estiver se pondo, sistemas fotovoltaicos podem fornecer a eletricidade necessária para produzir o hidrogênio por eletrólise. O hidrogênio pode então ser estocado e queimado como um combustível, ou para operar uma célula de energia para gerar eletricidade à noite ou sob tempo nebuloso.
A Estocagem de Hidrogênio: Um Problema Ainda Não Resolvido
Para se utilizar o hidrogênio em larga escala de maneira segura, sistemas práticos de estocagem devem ser desenvolvidos, especialmente para os automóveis. Apesar de o hidrogênio poder ser estocado no estado líquido, este é um processo difícil porque deve ser resfriado a -253ºC. A refrigeração do hidrogênio a esta temperatura utiliza o equivalente a 25 ou 30% de sua energia total, e requer materiais e manipulação especiais. Para resfriar aproximadamente 0,5kg de hidrogênio são necessários 5kWh de energia elétrica.
O hidrogênio também pode ser armazenado como gás, que utiliza muito menos energia que aquela necessária para fazer hidrogênio líquido.
Sendo estocado no estado gasoso, deve ser pressurizado para se estocar uma quantidade razoável. Para utilização em larga escala, o gás pressurizado pode ser estocado em cavernas ou minas. O gás hidrogênio pode então ser encanado e levado às residências da mesma maneira que o gás natural. Apesar desta técnica de estocagem ser útil para a utilização do hidrogênio como combustível de aquecimento, não o é para utilização em veículos porque os tanques de metal pressurizados necessários para estocar o hidrogênio são muito caros.
Um método de estocagem de hidrogênio potencialmente mais eficiente é na forma de hidretos. Os hidretos são compostos químicos formados por hidrogênio e um metal. As pesquisas atuais estão focando o hidreto de magnésio. Certas ligas metálicas como as de magnésio-níquel, magnésio-cobre e ferro-titânio, absorvem hidrogênio e o liberam quando aquecidos. Os hidretos, entretanto, estocam pouca energia por unidade de massa. As pesquisas atualmente procuram um composto que seja capaz de armazenar uma grande quantidade de hidrogênio com uma elevada densidade energética, liberar o hidrogênio como combustível, reagir rapidamente e possuir um custo acessível.
O Custo do Hidrogênio
Atualmente, a maneira economicamente mais viável para se produzir hidrogênio é pela reforma de vapor. De acordo com o Departamento de Energia dos Estados Unidos, em 1995 o custo estava em US$7,39 por milhão de BTU (US$7,00 por gigajoule) em plantas de grande escala.
Este cálculo assume o custo do gás natural de US$2,43 por milhão de BTU (US$2,30 por gigajoule). Isto equivalente a US$0,93 por galão ($0,24 por litro) de gasolina. A produção de hidrogênio por eletrólise utilizando hidroeletricidade, considerando taxas de horários de baixo consumo, custa entre US$10,55 e US$21,10 por milhão de BTU (US$10,00 a US$20,00 por gigajoule).
A Pesquisa em Hidrogênio
Reconhecendo o potencial do hidrogênio combustível, o Departamento de Energia dos Estados Unidos e organizações privadas fundaram programas de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) por muitos anos. O Governo Federal americano aloca em média 18 milhões de dólares por ano na pesquisa de hidrogênio combustível. Os trabalhos atuais nos Estados Unidos incluem pesquisas no Laboratório Nacional de Energia Renovável, na Universidade A & M, Texas, no Laboratório Nacional de Brookhaven, e no Instituto de Energia Neutra Hawaii.
O Centro de Energia Solar na Flórida conduz pesquisas em hidrogênio pelo Programa de Energia Renovável, com objetivos de longo prazo sob a orientação do Departamento de Energia dos Estados Unidos para o desenvolvimento de um reator para fotoeletricamente decompor a água em hidrogênio e oxigênio e para sintetizar quimicamente uma membrana eletrolítica para eletrólise sob altas temperaturas. Outra pesquisa do Departamento de Energia é o desenvolvimento de um processo para reformar o gás natural ao hidrogênio para produção on-site de blendas de hidrogênio-metano que sejam aplicáveis a automóveis.
Para que se possa utilizar hidrogênio em larga escala, os pesquisadores devem desenvolver meios mais práticos e econômicos para estocar e produzir o hidrogênio.
Vantagens do hidrogênio
1 - Veículos movidos a hidrogênio não terão motor à combustão. Os motores serão elétricos, o que evitará a poluição do meio ambiente.
2 - O processo de geração de energia é descentralizado. Não será necessário construir hidrelétricas gigantescas, como Itaipu. O hidrogênio pode ser produzido a partir de várias fontes: água, combustíveis fósseis e biomassa. Essa produção pode ainda ser feita com o aproveitamento da energia solar ou eólica.
3 - Fonte renovável, inesgotável e não poluente. A produção de energia pode ser realizada em qualquer lugar.
4 - A geração de energia por meio de pilhas a combustível é pelo menos duas vezes mais eficaz do que a obtida pelos processos tradicionais.
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Energia Eólica

Energia Eólica

A energia eólica é produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia elétrica. A conversão de energia é realizada através de um aero gerador que consiste num gerador elétrico acoplado a um eixo que gira através da incidência do vento nas pás da turbina.
A turbina eólica horizontal (a vertical não é mais usada) é formada essencialmente por um conjunto de duas ou três pás, com perfis aerodinâmicos eficientes, impulsionadas por forças predominantemente de sustentação, acionando geradores que operam a velocidade variável, para garantir uma alta eficiência de conversão.

Sobre os ventos
O vento é o ar em movimento devido ao aquecimento desigual da superfície terrestre pelo sol. A Terra e seu envelope de ar, a atmosfera, recebem mais calor solar próximo ao Equador do que nas regiões polares. Mesmo assim, as regiões equatoriais não ficam mais quentes a cada ano, nem as polares ficam mais frias.É o movimento do ar ao redor da Terra que ameniza a temperatura extrema e produz ventos na superfície tão úteis para a geração de energia.Como todos os gases, o ar se expande ou aumenta de volume quando aquecido, e contrai e diminui de volume quando resfriado. Na atmosfera, o ar quente é mais leve e menos denso do que o ar frio e se eleva a altas atitudes quando fortemente aquecido pelo Sol.O ar aquecido próximo ao Equador fluirá para cima, e então, na direção dos pólos onde o ar próximo a superfície é mais frio. As regiões terrestres próximas aos pólos, agora, têm mais ar, pressionando-as, e o ar da superfície mais fria tende a desligar dessas áreas e movimentam-se na direção do Equador. Como conclusão, vemos que o vento se desloca da região de maior pressão para a região de menor pressão.Depois de entender a circulação das massas de ar no planeta em geral, temos um caso não tão grande, mas de mesmo mecanismo, que são as brisas do mar. A força motora primária da brisa do mar é o resultado da diferença de temperatura entre a terra e o mar. Quando essa diferença é grande e diurna, podem ser esperadas brisas marinhas relativamente fortes durante as horas da tarde e no começo da noite.As brisas marinhas mais intensas são encontradas naquelas regiões subtropicais secas, ao longo da costa oeste de continentes onde haja um oceano frio. É precisamente nessas regiões que o vento predominante é geralmente fraco e a brisa marinha local é na verdade quase a única fonte de energia eólica por grande parte do ano. A topografia, ou características físicas do solo, podem influenciar fortemente as características do vento. As montanhas impedem a passagem uniforme dos ventos, o ar canalizado ao redor ou através das aberturas freqüentemente aumenta os ventos fortes locais, ideais para geradores de energia eólica.

Energia Eólica: limpa, mas demorada
É a energia mais limpa que existe. A chamada energia eólica, que também pode ser denominada de energia dos ventos, é uma energia de fonte renovável e limpa, porque não se acaba (é possível utilizá-la mais que uma vez), e porque não polui nada. O vento (fonte da energia eólica) faz girar hélices que movimentam turbinas, que produzem energia. O único lado ruim que a energia eólica possui é que como depende do vento, que é um fenômeno natural, ele faz interrupções temporárias, a maioria dos lugares não tem vento o tempo todo, e não é toda hora que se produz energia. O outro lado ruim, é que o vento não é tão forte como outras fontes, fazendo o processo de produção ficar mais lento.Não são muitos os lugares que existem condições favoráveis ao aproveitamento da energia eólica, ou seja, não é todo lugar que apresentam ventos constantes e intensos. Os lugares que tem as melhores condições para atividade são: norte da Europa, norte da África e a costa oeste dos Estados Unidos.Na maioria dos casos essa forma de energia é usada para complementar as usinas hidroelétricas e termo elétricas. Um exemplo para mostrar como a energia dos ventos é econômica, é que no Estado da Califórnia, que com o aproveitamento dessa energia, economizou mais de 10 milhões de barris de petróleo.

História do uso da energia eólica pelo homem
Durante o fim da Idade Média e o início da Idade Contemporânea, a energia eólica foi bastante usada pelos navegadores e também pelos holandeses para drenar regiões alagadas.Mas é na segunda metade do século XX que a energia eólica teve um aproveitamento e desenvolvimento mais profundo, no sentido de produzir energia elétrica. Considerada fonte alternativa de energia, ganha destaque pela não agressão ao meio ambiente, causando um aumento pelo interesse nessa fonte de energia (lembrando também que essa procura também é impulsionada pela alta no preço do barril do petróleo). O que atrapalha sua proliferação é o elevado custo para a sua instalação, mas sua fonte é inesgotável.Existem atualmente mais de 20.000 turbinas eólicas em operação no mundo, produzindo mais de dois bilhões de kWh anualmente.

OPINIÕES:
PRÓ:
Poluição zero. Pode ser complementar às redes tradicionais.
CONTRA: Instável, está sujeita a variações do vento e a calmarias. Os equipamentos são caros e barulhentos.Um dos problemas deste sistema de produção elétrica é que o vento não sopra com intensidade todo o ano, ele é mais intenso no verão quando o ar se movimenta do interior quente para o litoral mais fresco. Outro entrave é o fato do vento ter que atingir uma velocidade superior a 20 km/hora para girar a turbina suficientemente rápida.

PAÍSES QUE UTILIZAM ESTA ENERGIA.
Cerca de 30% da eletricidade produzida a partir do vento é criada na Califórnia. A Dinamarca e Alemanha também são grandes exploradores da energia eólica.A Alemanha e a Holanda possuem grandes Parques Eólicos de Geração de Energia Elétrica, onde a energia elétrica que é gerada representa considerável percentual de suas matrizes energéticas. No Brasil uma das primeiras usinas a entrar em operação comercial, foi a de Fernando de Noronha, e hoje já temas várias em operação, principalmente no Estado do Ceará.Os maiores aproveitamentos dessas fontes de energia ficam localizadas nas regiões litorâneas, devido aos maiores potenciais e regularidades dos ventos.

Fontes: www.enersul.com.br
www.abcdaenergia.com
www.soaresoliveira.br
www.escolaviva.com.br
física. cdcc. sc.usp.br

sexta-feira, 11 de setembro de 2009

Gás Natural

Gás Natural

O gás natural é um combustível gasoso composto por uma mistura de vários hidrocarbonetos que fazem dele um combustível estável e leve, com combustão limpa e não poluente e de fácil dissipação na atmosfera.

Utilização
É empregado como combustível tanto em indústrias quanto doméstico. É considerado uma fonte de energia mais limpa que os derivados do petróleo e o carvão. Alguns dos gases de sua composição são eliminados porque não possuem capacidade energética (nitrogênio ou CO2) ou porque podem deixar resíduos nos condutores devido ao seu alto ponto de ebulição em comparação o do gás natural (butano e ano). Combustível: Sua queima é limpa e dá uma vida mais longa aos equipamentos que utilizam o gás e menor custo de manutenção. Automotivo: Utilizado para motores de ônibus, automóveis e caminhões substituindo a gasolina, álcool e o diesel. Industrial: Utilizada em indústrias para a produção de metanol, amônia e uréia.

Exploração
Nas primeiras procuras por gás e petróleo, as pessoas simplesmente olhavam para o terreno e tinha uma intuição sobre a possibilidade dele conter petróleo. Com o avanço da geologia e das tecnologias, as pessoas passaram a "ver" o subsolo, melhorando as chances e aumentando o cálculo das reservas. Hoje as pessoas acreditam que o petróleo e seus derivados vieram da decomposição de animais. Processos naturais como a erosão levaram esses restos para debaixo de grandes camadas de terra. O trabalho de encontrar petróleo (Ou gás natural) consiste em realizar um estudo geológico do solo, e traçar um mapa do mesmo, esse mapa é obtido por um processo chamado sismologia: Basicamente é provocado um pequeno abalo sísmico, com dinamite, por exemplo, e diversos sensores no solo registram a reação.

Toxicidade
Como mostra a sua composição molar, não existe nenhum componente tóxico no Gás Natural. No entanto, a presença do Gás Natural em grandes quantidades em ambientes fechados pode produzir afogamento por deslocamento de oxigênio.

Aplicação do Gás Natural
O gás natural é amplamente utilizado nas indústrias, comércio, residências, veículos e na geração de energia elétrica.
Na indústria, o gás natural é utilizado como combustível para fornecimento de calor, como matéria-prima nos setores químicos, petroquímico e de fertilizantes, como redutor siderúrgico e geração de eletricidade.
No comércio e serviços, ele substitui com vantagens o GLP o óleo diesel e a lenha (em padarias e restaurantes).
Como combustível veicular o gás natural é utilizado em automóveis, ônibus, caminhões, substituindo a gasolina, álcool e o óleo diesel.
O programa brasileiro de expansão da capacidade de geração de energia elétrica está fortemente apoiado na instalação de UTE (Usinas Térmicas de Eletricidade) movidas à gás natural. Mais recentemente o gás natural tem sido muito utilizado em projetos de co-geração que proporcionam alta eficiência energética na produção de eletricidade, calor e frio.
Vantagens do Gás Natural
As vantagens do uso do gás natural são muitas, tanto para o consumidor como para a sociedade. A começar pelo baixo custo.
Vantagens para o Consumidor
Os benefícios do gás natural para os consumidores são vários.
Na atividade industrial e comercial destacam-se as seguintes:
É econômico, custo reduzido comparado a outros combustíveis
Sua queima gera uma grande quantidade de energia
Proporciona maior eficiência de queima
Sua combustão é facilmente regulável
Admite grande variação do fluxo
Economiza vapor ou eletricidade para aquecimento - não é necessária a atomização
Requer fácil adaptação das instalações existentes
Exige menor investimento em armazenamento/uso de espaço, pois não necessita estocagem
Fornecido continuamente 24h/dia - 365 dias/ano
Simplifica os controles
Proporciona menor custo de manutenção, manuseio do combustível e de outros custos operacionais;
Prolonga a vida útil dos equipamentos;
Reduz a corrosão e não causa incrustações nos equipamentos;
Eleva o nível de segurança pessoal e patrimonial reduzindo inclusive custos com seguros;
Proporciona ganhos econômicos e financeiros, pois não requer estoque e seu pagamento ocorre após o consumo;
Reduz problemas de poluição e controle do meio ambiente evitando gastos com sistemas antipoluentes e com tratamento de afluentes
Melhora a produtividade e a qualidade em vários processos produtivos aumentando a competitividade externa dos produtos.
Proporciona maior segurança. Sendo mais leve que o ar, em caso de vazamento, o gás se dissipa rapidamente na atmosfera, diminuindo o risco de explosões e incêndios. Além disso, para que o gás natural se inflame, é preciso que seja submetido a uma temperatura superior a 620 graus centígrados (o álcool se inflama a 200ºC e a gasolina a 300ºC).

Vantagens no Comércio, Serviços e Gás Residencial
Mais econômico
Proporciona maior comodidade e conforto: substitui as garrafas e depósitos de gás combustível
Abastecimento contínuo, 24h/dia - 365 dias/ano
Grande variedade de aplicações. Além do uso como combustível e pode também ser usado na refrigeração de ambientes, aparelhos de ar condicionado e refrigeradores a gás, oxi-corte e motores
Proporciona maior segurança: não exige estocagem e em caso de um eventual vazamento, sendo o gás natural é mais leve que o ar, dissipa-se- mais facilmente que o GPL
Não é tóxico
Aumenta a qualidade de vida
Vantagens na Geração de Energia Elétrica
Maior flexibilidade
Geração de energia elétrica junto aos centros de consumo
Disponibilidade ampla
Custo bastante competitivo com outras alternativas de combustível
Permite o surgimento de mercado de gás interruptível
Vantagens para a População e a Sociedade
Geração de energia através de uma forma de energia mais econômica e limpa em relação a outros combustíveis
Desenvolvimento regional
Maior proteção do ambiente: o Gás Natural é o combustível fóssil mais limpo
Reduz sensivelmente a emissão de poluentes
Contribui para a preservação da natureza e do meio ambiente
Substitui a lenha reduzindo o desmatamento e a desertificação
Melhoria do rendimento energético
Diversificação da matriz energética
Redução da dependência do petróleo pelo uso de fontes de energia regional
Aumento da competitividade das empresas
Atração de investimentos externos
Redução do uso do transporte rodo-ferro-hidroviário
Permite obter as vantagens oferecidas pelo Protocolo de Kyoto.
Vantagens como Combustível Veicular (GNV)
É mais barato que os outros combustíveis e com um metro cúbico de gás natural é possível rodar mais quilômetros do que com um litro de gasolina ou álcool
A economia total chega a mais de 70 % nos gastos com o veículo
Sendo seco não dilui o óleo lubrificante no motor
A queima do gás natural não provoca depósitos de carbono nas partes internas-meio-ambiente do motor, aumentando sua vida útil do motor e o intervalo de troca de óleo
Menor freqüência na troca de escapamento dos veículos pois a queima do gás natural não provoca formação de compostos de enxofre
Maior segurança. O abastecimento do veículo é feito sem que o produto entre em contato com o ar, evitando-se assim qualquer possibilidade de combustão
Maior versatilidade: o kit de conversão torna os veículos bi-combustível
Número crescente de Postos de GNV.

A História do gás natural no mundo
Durante muito tempo, quando as empresas buscavam na exploração produzir petróleo, o gás natural encontrado era considerado um estorvo, pois ele exigia cuidados especiais de segurança para a produção do petróleo.Ainda que ocorrências isoladas de gás natural fossem localmente utilizadas, o seu aproveitamento em maior escala passou a ocorrer nos Estados Unidos, na década de 1920. Isso foi possível devido à descoberta de grandes campos de gás natural, bem como às melhorias na tecnologia de dutos, que permitiram a utilização de pressões, que viabilizaram o transporte de grandes volumes de gás a enormes distâncias, reduzindo o custo do transporte.A utilização do gás natural foi ganhando espaço onde grandes descobertas eram feitas, como na ex- União Soviética e na Europa Ocidental. Mas a exploração e o uso do gás natural só se generalizaram à medida que foram feitas descobertas de reservas naturais maiores e quando o transporte em grandes volumes das zonas produtoras foi viabilizado.
BRASIL - A utilização do Gás Natural no Brasil teve início da década de 40, com as descobertas de óleo e gás na Bahia. Data também da mesma época seu fornecimento a terceiros, como indústrias têxtil, cimenteira, cerâmicas e outras, localizadas no Recôncavo Baiano, que o utilizavam como combustível.

Gás Natural e o Meio Ambiente
Por estar no estado gasoso, o gás natural não precisa ser atomizado para queimar. Isso resulta numa combustão limpa, com reduzida emissão de poluentes e melhor rendimento térmico, o que possibilita redução de despesas com a manutenção e melhor qualidade de vida para a população.A composição do gás natural pode variar bastante, predominando o gás metano, principal componente, etano, propano, butano e outros gases em menores proporções. Apresenta baixos teores de dióxido de carbono, compostos de enxofre, água e contaminantes, como nitrogênio. A sua combustão é completa, liberando como produtos o dióxido de carbono e vapor de água, sendo os dois componentes não tóxicos, o que faz do gás natural uma energia ecológica e não poluente.O gás natural caracteriza-se por sua eficiência, limpeza e versatilidade. É utilizado em indústrias, no comércio, em residências, em veículos. É altamente valorizado em conseqüência da progressiva conscientização mundial da relação entre energia e o meio ambiente.

Baixo impacto ambiental
O gás é um combustível ecológico. Sua queima produz uma combustão limpa, melhorando a qualidade do ar, pois substitui formas de energias poluidoras como carvão, lenha e óleo combustível. Contribui ainda para a redução do desmatamento.

Facilidade de transporte e manuseio
Contribui para a redução do tráfego de caminhões que transportam outros tipos de combustíveis. Não requer estocagem, eliminando os riscos do armazenamento de combustíveis.


Segurança
Por ser mais leve do que o ar, o gás se dissipa rapidamente pela atmosfera em caso de vazamento. Esta é a grande diferença em relação ao gás de cozinha (GLP) que, por ser mais pesado que o ar tende a se acumular junto ao ponto de vazamento, facilitando a formação de mistura explosiva.

Impactos e Problemas
Por ser um combustível fóssil, formado a milhões de anos, trata-se de uma energia não renovável, portanto finita.O gás natural apresenta riscos de asfixia, incêndio e explosão. Por outro lado, existem meios de controlar os riscos causados pelo uso do gás natural. Por ser mais leve que o ar, o gás natural tende a se acumular nas partes mais elevadas quando em ambientes fechados. Para evitar risco de explosão, devem-se evitar, nesses ambientes, equipamentos elétricos inadequados, superfícies superaquecidas ou qualquer outro tipo de fonte de ignição externa.Em caso de fogo em locais com insuficiência de oxigênio, poderá ser gerado monóxido de carbono, altamente tóxico. A aproximação em áreas onde ocorrerem vazamentos só poderá ser feita com uso de aparelhos especiais de proteção respiratória cujo suprimento de ar seja compatível com o tempo esperado de intervenção, controlando-se permanentemente o nível de explosividade. Os vazamentos com ou sem fogo deverão ser eliminados por bloqueio da tubulação alimentadora através de válvula de bloqueio manual. A extinção do fogo com extintores ou aplicação de água antes de se fechar o suprimento de gás poderá provocar graves acidentes, pois o gás pode vir a se acumular em algum ponto e explodir.

Fontes:
www.ambientebrasil.com.br
www.potigas.com.br
www.geocities.com
www.pantanalenergia.com.br

Etanol

Etanol
O que é?
Álcool é, na química, o nome genérico de substâncias que tem grupos hidroxila (-OH) ligado a um átomo de carbono, mas para nós brasileiros é um velho companheiro e representa para os economistas a não dependência do mercado externo de combustíveis, a base de petróleo. Para os cientistas e ambientalistas é o chamado combustível verde.O Álcool que produzimos é o Etanol, vindo principalmente da cana de açúcar, mas outros alcoóis, gerados a partir de outras matérias primas, também são alternativas interessantes.
Como é feito o etanol?
São basicamente oito passos:
1. Moagem
A cana é moída para gerar o melado.
2. Liquefação
O melado e misturado a água e aquecido.
3. Sacarose
É adicionada uma enzima para converter a goma em açúcares fermentáveis.
4. Fermentação
É adicionada levedura para fermentar os açúcares, gerando etanol e dióxido de carbono. O produto passa por vários fermentadores até estar completamente fermentada.
5. Destilação
A mistura agora contém em torno de 10% de álcool, resíduos não fermentáveis e levedura. Num sistema de multicolunas o álcool vai sendo separado dos resíduos sólidos e da água. No final do processo temos o álcool com 96% de pureza. Os resíduos podem ser aproveitados para gerar energia (Biomassa).
6. Desidratação
O restante de água é retirado para criar o chamado álcool anidro, que é o álcool misturado à nossa gasolina.
7. Desnaturalização
O etanol pode ser misturado com algum tipo de impureza como gasolina (2-5%), para que não possa ser servir de consumo humano.
8. Co-Produção
O dióxido de carbono gerado em grandes quantidades durante o processo vai para a produção de bebidas como refrigerantes, por exemplo. As sobras sólidas têm grande valor como alimento de animais e como gerador de energia em biodigestores.
Benefícios
Em geral, os benefícios do uso do etanol são os seguintes:
Redução da dependência internacional
Diminuição da poluição do ar
Você está usando um combustível renovável!
Para Brasil podemos ainda adicionar:
Geração de empregos
Desenvolvimento do Nordeste, onde estão grande parte da nossa produção de cana
Retenção do homem no campo
Co-produção de eletricidade a baixo custo
Utilização de uma infraestrutura já existente
Disponibilidade de dois combustíveis distintos
Mercado estratégico frente ao mercado futuro do petróleo
Domínio da tecnologia
Exportação de álcool, bem como de tecnologia
Posição favorável frente a futuros acordos de não agressão ao meio ambiente
Menos emissão de poluentes como o chumbo

Combustível limpo e renovável
Com a experiência acumulada da produção e uso de álcool em todo o país desde a década de 20 (álcool anidro para mistura à gasolina), em 1975, dois anos após o choque do petróleo, o Brasil apostou no álcool combustível como alternativa para diminuir sua vulnerabilidade energética e economizar dólares. Criou um programa de diversificação para a indústria açucareira, com grandes investimentos, públicos e privados, apoiados pelo Banco Mundial, o que possibilitou a ampliação da área plantada com cana-de-açúcar e a implantação de destilarias de álcool, autônomas ou anexas às usinas de açúcar existentes. A utilização em larga escala do álcool deu-se em duas etapas: inicialmente, como aditivo à gasolina (álcool anidro), num percentual de 20%, passando depois a 22%. A partir de 1980, o álcool passou a ser usado para mover veículos cujos motores o utilizavam como combustível puro (álcool hidratado), mas que, ainda adaptações dos modelos a gasolina, não tinham desempenho adequado.Com o intenso desenvolvimento da engenharia nacional, após o segundo choque do petróleo, surgiram, com sucesso, motores especialmente desenvolvidos para o álcool hidratado.Em 1984, os carros a álcool respondiam por 94,4% da produção das montadoras. Desde 1986, no entanto, afastada a crise do petróleo, e centrando-se as políticas econômicas internas na contenção de tarifas públicas, para limitar a inflação, o governo contribuiu decisivamente para o início de uma curva descendente de produção de carros a álcool: o desestímulo à produção levou a relação muito justa entre oferta e demanda do produto no final dos anos 90; mesmo com a existência de álcool nas usinas, o governo – por omissão ou falha operacional – não foi capaz de resolver problemas logísticos e provocou uma crise localizada de abastecimento em 89. oincidência ou não, a indústria automobilística começou a inverter a curva da produção de carros a álcool, para alívio da estatal brasileira de petróleo, que reclamava de excedentes na produção de gasolina. A participação anual caiu de 63% da produção total de veículos fabricados em 88 para 47% em 89, 10% em 90, 0,44% em 96, 0,06% em 97, 0,09% em 98, 0,92% em 99, 0,69% em 2000 e 1,02% em 2001. A queda da demanda de álcool hidratado foi compensada pelo maior uso do álcool anidro, que acompanha o crescimento da frota brasileira de veículos leves. Em mais de 25 anos de história de utilização do álcool em larga escala, o Brasil desenvolveu tecnologia de motores e logística de transporte e distribuição do produto único no mundo. Hoje, há determinação legal no sentido de que toda gasolina brasileira contenha de 20 % a 24% de álcool anidro, com variação de + ou – 1. A definição pontual cabe ao CIMA – Conselho Interministerial de Açúcar e Álcool, e é feita de modo a equilibrar a relação entre oferta e consumo. O Brasil desenvolveu infra-estrutura ímpar de distribuição do combustível e detém uma rede de mais de 25 mil postos, com bombas de álcool hidratado, para abastecer cerca de três milhões de veículos, 20% da frota nacional.

Impacto ambiental positivo
A produção atual de álcool no mundo é da ordem de 35 bilhões de litros, dos quais 60% destinam-se ao uso combustível. O Brasil e os Estados Unidos são os principais produtores e consumidores. O mercado possui enorme potencial de expansão, graças a fatores como o combate mundial ao efeito estufa e à poluição local, que levou à substituição de aditivos tóxicos na gasolina; a valorização da segurança energética, buscando-se autonomia pela diversificação das fontes de energia utilizadas; o incremento da atividade agrícola, que permite a criação de empregos e a descentralização econômica. Os Estados Unidos já possuem uma frota de mais de um milhão e meio de veículos flexíveis (rodam com diversas misturas de álcool e gasolina) e deverão aumentar muito a utilização do álcool misturado à gasolina em razão do banimento do MTBE – metil-tércio-butil-éter na Califórnia e em outros estados, em virtude da contaminação dos lençóis freáticos causada por esse derivado do petróleo. Austrália, Tailândia, México, Suécia, União Européia, Canadá, Colômbia, Índia, China e Japão já ensaiam programas de álcool, estimulados por preocupações ambientais e agrícolas.Os eventos de 11 de setembro em Nova York tornam ainda mais evidentes os problemas de uma ordem econômica mundial excessivamente baseada num só energético, o petróleo, cujas fontes produtoras estão em regiões politicamente instáveis – é clara a tendência de crescimento dos custos político e militar para garantir o suprimento do produto. Além disso, a comunidade científica afirma que o petróleo já inaugurou seu período de "depleção", caracterizado por demanda muito superior às reservas existentes.Isso abre caminho para que a energia limpa e renovável de fontes como a biomassa da cana-de-açúcar e outros vegetais se transforme em um dos principais energéticos do século 21.O diferencial ambiental. Razões econômicas (economia de divisas) e sociais (geração de empregos) inspiraram a utilização do álcool como combustível no Brasil, mas sua sustentabilidade também se baseia na contribuição para a melhoria do meio ambiente: combustível limpo, o álcool tornou-se grande aliado na luta contra a degradação ambiental, principalmente nos grandes centros urbanos.O Brasil já colhe os frutos ambientais do seu uso em larga escala. Estudo publicado pela Confederação Nacional da Indústria, em 1990, que comparou cenários de utilização de combustíveis na Região Metropolitana de São Paulo, concluiu que o melhor cenário para a redução de emissões seria o uso exclusivo do álcool em toda a frota; o pior, o uso de gasolina pura. Na faixa intermediária, situaram-se os cenários de frota operando exclusivamente com gasolina contendo 22% de etanol e, em posição ambientalmente mais favorável, o mix da frota circulante em 1989, composto por 51% de veículos com 22% de etanol na gasolina e 49% de veículos a álcool puro.O maior diferencial ambiental do álcool está na origem renovável. É extraído da biomassa da cana-de-açúcar, com reconhecido potencial para seqüestrar carbono da atmosfera, o que lhe confere grande importância no combate global ao efeito estufa.
Fontes:www.unica.com.br www.comciencia.br

Energia das Marés

Energia das Marés
Os oceanos podem ser uma fonte de energia para iluminar as nossas casas e empresas. Neste momento, o aproveitamento da energia dos mar é apenas experimental e raro.
Mas como é que se obtém energia a partir dos mares?
Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: as ondas, as marés ou deslocamento das águas e as diferenças de temperatura dos oceanos.
A energia das ondas
A energia cinética do movimento ondular pode ser usada para pôr uma turbina a funcionar.
No exemplo da figura, a elevação da onda numa câmara de ar provoca a saída do ar lá contido; o movimento do ar pode fazer girar uma turbina. A energia mecânica da turbina é transformada em energia eléctrica através do gerador.
Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas.
Esta é apenas uma das maneiras de retirar energia da ondas. Actualmente, utiliza-se o movimento de subida/descida do onda para dar potência a um êmbolo que se move para cima e para baixo num cilindro. O êmbolo pode por um gerador a funcionar.
Os sistemas para retirar energia das ondas são muito pequenos e apenas suficientes para iluminar uma casa ou algumas bóias de aviso por vezes colocadas no mar.
A energia das marés
A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para a transformar são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.
Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés.
A energia térmica dos oceanos
O último tipo de energia oceânica usa as diferenças de temperatura do mar. Se alguma vez mergulhares no oceano notarás que a água se torna mais fria quanto mais profundo for o mergulho. A água do mar é mais quente á superfície porque está exposta aos raios solares; é por isso que os mergulhadores vestem fatos próprios para mergulhar em zonas profundas. Os fatos colam-se ao corpo mantendo-o quente.
Pode-se usar as diferenças de temperatura para produzir energia, no entanto, são necessárias diferenças de 38º Fahrenheit entre a superfície e o fundo do oceano. Esta fonte de energia está a ser usada no Japão e no Hawai, mas apenas como demonstração e experiência.
Onde é utilizado
Este tipo de energia gera eletricidade em alguns países, tais como: França (onde se localiza a pioneira La Rance), Japão e Inglaterra. Na França,1967, os franceses construíram a primeira central mareomotriz (ou maré motriz, ou maré - elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes.
No Brasil, temos grande amplitude das marés em São Luís - Baía de São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros, também nos estuários do Rio Bacanga (São Luís -MA- marés de até 7 metros) e a Ilha de Maracá (AP - marés de até 11 metros). Infelizmente, nessas regiões a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento.
Vantagens e Desvantagens
O ciclo de marés de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia. A energia das marés pode ser aproveitada onde existem marés, com grande diferença de nível ( = 5,5 m) da maré baixa para maré alta e onde o litoral apresenta condições para construção econômica do reservatório.
Fontes:www.uesb.br
www.abcdaenergia.com

Carvão Mineral

Carvão Mineral
Era Paleozóica
A história natural de nosso planeta, que teria em torno de 4,5 bilhões de anos, costuma ser divididas em quatro eras geológicas: Pré-Cambriana ou Primitiva, Paleozóica ou Primária, Mesozóica ou Secundária e Cenozóica. Cada uma dessas eras é dividida em vários períodos. A era Paleozóica começou há uns 500 milhões de anos e durou cerca de 300 milhões de anos, sendo que nos seus últimos períodos (Carbonífero e Permiano) é que ocorreu soterramento de enormes florestas, que originaram com o tempo o carvão mineral.
Fóssil
Vestígio ou resto petrificado ou endurecido de seres vivos que habitaram a Terra em tempos remotos.
O carvão mineral é resultado da fossilização de vegetais, especialmente as grandes florestas da era Paleozóica. O petróleo também tem origem fóssil, de restos de microorganismos soterrados em certas áreas sedimentares.
O carvão
O carvão é bastante utilizado tanto para gerar energia elétrica em usinas termelétricas, quanta como matéria-prima para produzir aço nas siderúrgicas. Os altos-fornos dessas indústrias exigem um carvão mineral de alta qualidade, que não possuam resíduos: um carvão com alto poder calorífero (que produz muito calor, muita energia), com elevada concentração de carbono. Além desses usos, do carvão mineral pode-se obter gás de uso doméstico (gás de rua). Existe o carvão vegetal, produzido pelo homem através da queima de madeira e de uso bem menos importante (padarias, restaurantes e residências), mas é o carvão mineral – que também foi produzido pela queima de florestas, embora não pelo homem e sim pela natureza, há milhões de anos – que possui maior poder calorífero e tem uso industrial intenso.
Esse recurso natural – o carvão mineral – aparece em terrenos sedimentares, especialmente nos dos períodos carbonífero e Permiano, da era Paleozóica*. Existem diferentes tipos de carvão, alguns de melhor qualidade como fonte de energia (os que têm maior porcentagem de carbono)m e outros de poder calorífero inferior. A turfa é o que possui menor teor de carbono; a seguir vem a linhita, depois a hulha, que é o tipo mais abundante e mais consumido no mundo (por volta de 80% do total), e por fim o antracito, o mais puro (95% de carbono), mas também o mais raro, representando apenas cerca de 5% do consumo mundial.
O carvão mineral foi importantíssimo do século XVIII ao final do XIX, época da Primeira Revolução Industrial. Os países pioneiros no processo de industrialização, como a Inglaterra, a Alemanha, os Estados Unidos e a França, são todos bem servidos em reservas carboníferas. Com o desenvolvimento da indústria automobilística – que usa derivados do petróleo como combustíveis e também na fabricação dos pneus e plásticos diversos -, pouco a pouco o carvão foi cedendo lugar ao petróleo como grande fonte de energia mundial.
Assim, no final do século XIX, em 1880, 97% da energia consumida no mundo provinha do carvão, mas noventa anos depois, em 1970, somente 12% desse total provinha desse recurso natural; depois da chamada “crise do petróleo”, ocorrida em 1973, a elevação dos preços de óleo fizeram com que o carvão fosse novamente valorizado, pelo menos em parte, e ele voltou a subir um pouco, representando cerca de 25% da energia total consumida no globo nos anos 80 e 90.
Como se vê, a importância do carvão declinou, mas ele continua tendo um sensível peso nos dias atuais, principalmente para as indústrias siderúrgicas e para a obtenção de energia elétrica através de usinas termelétricas.
O carvão mineral brasileiro é de baixa qualidade, o que determina dependência externa em relação ao produto
Os maiores produtores mundiais desse recurso mineral são a China, os Estados Unidos, a Rússia, o Cazaquistão, a Índia, a Polônia, a Alemanha, a África do Sul e a Austrália.
O carvão, o mais abundante combustível fóssil** do mundo, vem sendo usado pelo menos há 2.000 anos. Os chineses queimavam carvão e há indícios de que os romanos da época clássica também o fizeram. Mas com o advento do petróleo e sua intensa exploração, até 1973, os preços de combustível eram tão baixos que, em muitos casos, minas de carvão ainda produtivas foram abandonadas, pois não valia à pena realizar exploração em grandes profundidades, devido aos altos custos dessas operações. A partir de 1973, porém, com os sucessivos aumentos nos preços do petróleo, o carvão voltou a ser bastante utilizado, tendo muitos países voltado a explorar minas já desativadas.
Apesar de ser uma fonte de energia explorada há longo tempo, esse produto ainda existe em grandes quantidades. Calcula-se que as reservas mundiais sejam suficientes para mais de cem anos de consumo, contando com o aumento da procura em torno de 5% ao ano (porcentagem alta e pouco provável). Os recursos mundiais de carvão situam-se provavelmente entre 8 e 10 trilhões de toneladas. Porém, esse carvão nuca será extraído totalmente. Grande parte desse minério estende-se em camadas finas ou profundas demais para serem exploradas. Além disso, em alguns casos seria necessário usar mais energia para retirar os últimos resíduos de carvão da profundeza da terra do que a própria energia que é capaz de produzir.
Embora não exista ameaça de escassez de carvão em âmbito mundial, algumas áreas são relativamente pobres. A Europa passa pelo que se poderia chamar de crise do carvão. A extração do carvão europeu constitui hoje 36% do total mundial, mas a Europa tem apenas 6% das reservas mundiais de carvão mineral.
A América Latina e a África, por outro lado, enfrentam uma grande carência desse recurso. Juntas elas possuem apenas 1% do carvão mineral do mundo.
As maiores reservas no país ocorrem nos terrenos permocarboníferos do sul do Brasil
Alguns poucos países contêm mais de 80% de estimado suprimento mundial de carvão. A Rússia e o Cazaquistão somados têm cerca de 50%, enquanto os Estados Unidos dispõem de 18% e a China 10%.
Apesar de sua concentração geográfica, o carvão é um combustível relativamente abundante. Ele continua a ter um papel importante nesta fase de transição, mas existem graves restrições ao uso desse recurso em face do acúmulo de CO2 na atmosfera e de outros problemas ambientais que acompanham tanto sua extração como sua combustão: minas subterrâneas podem levar a terremotos, resultantes de acomodações de terras superficiais, podem envolver problemas de drenagem e impõem graves ameaças à saúde e à segurança dos mineiros, que enfrentam a morte lenta pela “doença negra” (ocasionada pela vida em minas, onde se respira um ar muito poluído) ou a morte súbita num desmoronamento.
O carvão no Brasil
O hemisfério sul, em geral, não apresenta grandes reservas de carvão mineral, e as reservas brasileiras, além de pequenas, são de baixa qualidade, pois apresentam baixo poder calorífico e alto teor de cinzas, dificultando seu aproveitamento como fonte de energia. As maiores reservas situam-se no Rio Grande do Sul (Vale do rio Jacuí) e a maior produção encontra-se em Santa Catarina (vales dos rios Tubarão e Araranguá) por apresentar as únicas reservas aproveitáveis na siderurgia (carvão metalúrgico). A produção do Paraná não tem grande destaque, dada a baixa qualidade do produto. O carvão mineral produzido no Rio Grande Sul (carvão-vapor) é usado basicamente no processo de aquecimento de caldeiras.
A baixa qualidade do carvão brasileiro, juntamente com o fato de ser latamente poluente e apresentar elevados custos de transporte, determinou seu aproveitamento como fonte energética apenas em épocas de crise.
Assim, a crise do petróleo fez com que a atenção se dirigisse para as reservas sulistas, particularmente de carvão-vapor, até então tratadas como entulho por falta de consumo.
Produção Mundial
A produção mundial de carvão, pouco mudou, ainda em torno de 5 bilhões de ton/ano, sendo que 16 % das reservas conhecidas e oficialmente calculadas, serão consumidas até o ano 2006.
O carvão não compete com as demais fontes de energia, só para ganhar o título de solução para a crise energética, porem se de repente todas as fontes de energia faltasse, o carvão sozinho daria para assegurar 150 anos de consumo, isso pelos métodos até então conhecidos.
Até o ano 2050, com modesto crescimento no consumo, ainda existirão reservas de petróleo, isso se não surgirem novas áreas, porém se não surgirem outras soluções será o carvão o combustível fóssil disponível, por isso engenheiros que só sabem lidar com o petróleo, estarão desempregados.
Possivelmente, após o ano 2006, já terão sido adotados processos mais eficientes, de modo geral, as máquinas terão maior rendimento térmico, estarão em uso “células combustíveis”, queima para gases ionizados para MHD, gaseificação, liquefação do carvão, (a África do Sul já faz), etc., de modo a aproveitar melhor as reservas remanescentes do século XX.
O carvão será, sem dúvida, a última esperança, porem os técnicos deverão tomar decisões importantes, de como utilizar racionalmente, em relação ao desenvolvimento de cada país, considerando meio ambiente e saúde do trabalhador na indústria carbonífera, onde o homem aos 50 anos, está com os pulmões forrados de carbono (carvão) pela Pneumoconiose, sem ânimo e sem força para trabalhar, o que significa, falta de equipamentos e métodos de proteção.
Produção e consumo mundial
A produção mundial de carvão, pouco mudou, ainda em torno de 5 bilhões de ton/ano, sendo que 16 % das reservas conhecidas e oficialmente calculadas, serão consumidas até o ano 2006.
O carvão não compete com as demais fontes de energia, só para ganhar o título de solução para a crise energética, porem se de repente todas as fontes de energia faltasse, o carvão sozinho daria para assegurar 150 anos de consumo, isso pelos métodos até então conhecidos.
Até o ano 2050, com modesto crescimento no consumo, ainda existirão reservas de petróleo, isso se não surgirem novas áreas, porém se não surgirem outras soluções será o carvão o combustível fóssil disponível, por isso engenheiros que só sabem lidar com o petróleo, estarão desempregados.
Possivelmente, após o ano 2006, já terão sido adotados processos mais eficientes, de modo geral, as máquinas terão maior rendimento térmico, estarão em uso “células combustíveis”, queima para gases ionizados para MHD, gaseificação, liquefação do carvão, (a África do Sul já faz), etc., de modo a aproveitar melhor as reservas remanescentes do século XX.O carvão será, sem dúvida, a última esperança, porem os técnicos deverão tomar decisões importantes, de como utilizar racionalmente, em relação ao desenvolvimento de cada país, considerando meio ambiente e saúde do trabalhador na indústria carbonífera, onde o homem aos 50 anos, está com os pulmões forrados de carbono (carvão) pela Pneumoconiose
Produção e consumo mundial
A produção nacional de carvão, conforme dados divulgados no Balanço Energético de 1983, se situava em 21.5 milhões de toneladas, de carvão bruto (ROM), para obter pouco mais de 7 milhões de toneladas depois de beneficiado, (33%) para 1996, está previsto 8 milhões de toneladas, quase não aumentou.
No sul do país, o carvão energético é consumido pelas termoelétricas e pelas fábricas de cimento, até o Estado do Espírito Santo, alcançando 8 milhões de toneladas, que representa 33.3% do volume movimentado do subsolo até a superfície, significando que quase 67% é de rejeitos.
A previsão de consumo para 1996 é de 20 milhões de toneladas, sendo na siderurgia 12 milhões, praticamente todo importado, cimento 2 milhões, termoelétricas 4 milhões, papel e celulose ½ milhão e outros 1.5 milhões.
Convém ressaltar experiências que vem sendo feitas, na área de gaseificação e na área de mistura com óleo combustível BPF, para consumo nas refinarias de petróleo. Informações Mundiais sobre a expansão e uso do Carvão Mineral mercado mundial de carvão para geração térmica indicam:
O continente asiático encontra-se em período de franca expansão, com previsão de crescimento de 320.000.000 ton/ano para a China (75% da capacidade de geração) e 200.000.000 ton/ano para a Índia (65% da capacidade de geração). Como exemplo individual, podemos citar a Indonésia, que estuda o aumento da sua capacidade produtiva de 1.600 MW para 23.800 MW até o ano 2010. A participação do carvão mineral deverá subir de 23% para 72% na matriz energética;
O mercado europeu de carvão mineral prevê um aumento de 16% na capacidade de geração do seu parque térmico. Grande parte do fornecimento de carvão mineral deverá ser suprido por produtos importados de outros países, destacando-se a África do Sul e a Colômbia.
O que se observa nos países europeus, é a existência de uma grande preocupação com a implantação e utilização das mais modernas técnicas, e formas eficientes para viabilização da geração térmica a carvão mineral;
As perspectivas para novos projetos nos Estados Unidos podem fazer com que exista uma expansão de 38% na capacidade atual de geração. Aproximadamente 62% da energia americana é gerada em unidades térmicas abastecidas por carvão mineral;
A Austrália continuará sendo um dos maiores exportadores mundiais de carvão mineral, e continuará investindo na geração própria através de unidades térmicas. Atualmente 40% de sua energia é obtida a partir de parque térmico a carvão mineral;
Na América Latina está prevista a instalação de uma capacidade total de geração da ordem de 123.000 MW até o ano 2010. O carvão mineral deverá ser responsável pela implantação de uma capacidade de até 15.000 MW, ou seja, 12% da matriz energética futura. Atualmente, existe um movimento nesta região buscando o suprimento das ineficiências do sistema de geração através da desregulamentação e/ou privatizações de empresas estatais através da atração de investimentos privados nacionais e/ou internacionais.
Os Fatores determinantes para utilização do carvão mineral como energético continuarão sendo a busca pelo desenvolvimento e uso de tecnologias com alta eficiência térmica associadas a baixos níveis de emissão dos poluentes. Isto pode ser verificado, notadamente, pela implantação de políticas e compromissos assumidos por diversos países pela utilização de sistemas similares ao Clean Air Act dos Estados Unidos.
Examinando o crescimento da demanda de energia, podemos observar que a sua geração e o correto modelo de gerenciamento das unidades térmicas deverá ser realizado com a implantação de rígidas políticas de controle ambiental, tanto em unidades antigas, como nos projetos em implantação e em viabilização.
Na Europa e Estados Unidos, houve uma mudança no enfoque da pesquisa tecnológica voltada ao meio ambiente. O controle ambiental sobre a produção de gases do tipo SOx e NOx possuem 95% de suas emissões resolvidas com a instalação de equipamentos e/ou processos já definidos e consagrados.
O novo foco recai agora sobre o controle das emissões dos gases que possuem influência sobre as mudanças do clima da Terra (gases de efeito estufa). No caso da indústria extrativa de carvão mineral, os gases responsáveis pelo maior impacto são o dióxido de carbono (CO2) e o metano (CH4).
A continuidade da utilização de combustíveis fósseis na geração de energia acarreta a concentração cumulativa dos gases emitidos por estas fontes na atmosfera. O quadro de não reversão dos processos regenerativos da atmosfera e a saturação pela concentração destes gases aumentam as conseqüências do efeito estufa sobre o planeta. A tabela 04 apresenta a situação do cenário internacional de geração de energia para diversos países e o Brasil.

Conseqüência da extração
Como conseqüência da lavra de carvão, tanto a céu aberto quanto subterrânea, grandes áreas foram degradadas e tiveram seus recursos naturais comprometidos, tanto no Rio Grande do Sul como em Santa Catarina.
Somente nas últimas décadas, com a crescente pressão da sociedade organizada, órgãos de fiscalização ambiental, promotorias públicas, empresas, governos estaduais e federais passaram a se preocupar com a recuperação do passivo ambiental decorrente da lavra de carvão.
Assim, algumas áreas, em ambos os estados, já foram recuperadas e outras estão em fase de recuperação. Em Santa Catarina encontra-se em desenvolvimento um grande plano de recuperação, o "Projeto para Recuperação Ambiental da Bacia Carbonífera Sul Catarinense" coordenado pelo Sindicato das Indústrias de Extração de Carvão do Estado de Santa Catarina - SIECESC, e cujos resultados já se fazem notar.
Fontes: carvaomineral. blogspot.com
www.demec.ufmg.br