Introdução ao Tema "Carvão"

O carvão é uma conhecida fonte de combustível, muito importante para a economia de muitos países e grande atuante no desenvolvimento da humanidade, já que impulsionou a energia termoquímica. 

Contudo nesta nova publicação no blog gostaríamos de apresentar o carvão como substância, mais do que sua visão econômica , desta maneira mostrar desde sua origem, seus usos como fonte de energia e matéria prima, mas também como composto orgânico aromático.Espero que aproveitem!

Origem do Carvão Fóssil

O carvão mineral é derivado de plantas que cobriram a Terra 300 milhões de anos atrás, no período chamado carbonífero (“rico em carbono”). Naquela época, a paisagem terrestre era dominada por pântanos e florestas úmidas, propiciando um grande acúmulo de matéria orgânica no solo.

A exemplo do que ocorreu no fundo do oceano, esses restos vegetais foram soterrados, comprimidos e transformados em carbono concentrado. Ou seja: carvão.

Esse é o carvão mineral que se usa em termoelétricas e grandes fornalhas industriais, diferente do carvão vegetal que você usa na churrasqueira para assar a picanha no fim de semana. Esse último é carvão fresquinho mesmo, produzido a partir da queima de madeira.

Tipos de Carvão Mineral/Fóssil 

Há diferentes tipos de carvão, uns de melhor qualidade como fonte de energia (possuem maior porcentagem de carbono) e outros de poder calorífero inferior.

O carvão mineral, dependendo do tempo decorrido do processo de fossilização, pode ser:

- do tipo turfa ........................... com aprox. 60% de carbono

- do tipo linhito ......................... com aprox. 70% de carbono

- do tipo hulha ......................... com aprox. 80 a 85% de carbono

- do tipo antracito .................... com aprox. 90% de carbono

Turfa:

- carbono .......... 60,0%

- hidrogênio .......  5,5 %

- oxigênio ......... 32,0 %

Linhito:

- carbono ......... 65,0 a 75,0 %

- hidrogênio ..... 5,0 %

- oxigênio ........ 16,0 a 25,0 %

Hulha:

- carbono ......... 80,0 a 85,0 %

- hidrogênio .....4,5  a  5,5 %

- oxigênio .......12,0 a 21,0 % (no carvão sub-betuminoso)e 5,0 a 20,0 % (no carvão betuminoso).

Antracito:

- carbono .......... 90,0 %

- hidrogênio ......3,0 a 4,0 %

- oxigênio .........  4,0 a 5,0 %

Carvão: Fonte de Energia e Matéria Prima

A principal base para a industrialização do mundo foi o carvão mineral, pois os países pioneiros de industrialização, como o Reino Unido, a Alemanha, os Estados Unidos e a França, possuem boas reservas carboníferas. Com o desenvolvimento da indústria automobilística no século XX, pouco a pouco o carvão foi cedendo lugar ao petróleo como grande fonte de energia mundial.

Em 1880, cerca de 97% da energia consumida no mundo era proveniente do carvão, mas, em 1970, somente 12% desse total provinha desse recurso natural. Após a crise do petróleo, em 1973, a elevação dos preços do óleo fez com que o carvão fosse novamente valorizado, ao menos em parte, e seu consumo voltou a subir um pouco, representando aproximadamente 23% da energia total consumida no mundo, em 2004.

Hoje o carvão mineral é bastante usado para produzir energia elétrica em usinas termelétricas e como matéria-prima para fabricar aço nas siderúrgicas. Os grandes produtores mundiais desse recurso são os Estados Unidos, China, Cazaquistão, Rússia, Polônia, Índia, Alemanha, Austrália e África do Sul. Calcula-se que essas reservas carboníferas são suficientes para gerar energia para cerca de 100 anos de consumo. Mas existem os pontos negativos desse recurso, a começar pela sua extração, que causa sérios impactos ambientais, a poluição causada por sua queima que colabora com o aquecimento global. O carvão é utilizado na produção de corantes, medicamentos, entre outros. Além disso, serve de energia para indústrias siderúrgicas na produção do aço.

  Carvão Vegetal

Obtido após a queima da madeira, é utilizado usualmente como combustível para lareiras, churrasqueiras, fogões a lenha e abastece alguns setores da indústria. Também é utilizado na medicina, com o nome de carvão ativado, que é obtido de madeiras de aspecto mole e não resinosas. É utilizado desde a Antiguidade e, na Segunda Guerra, foi utilizado na retirada dos gases tóxicos devido a sua capacidade de absorver impurezas. No Brasil, sua utilização ocorreu com os índios, que o usavam como forma de combater doenças.

É um disseminador de toxinas e tem vantagens, tais como o auxílio no tratamento de dores estomacais, mau hálito, intoxicações, dentre outras. O Brasil utiliza o carvão vegetal na indústria e mais de 80% do que é produzido é utilizada por ela. A desvantagem da produção do carvão vegetal no Brasil está na questão da origem da madeira: usualmente, utilizam as nativas, causando um grande dano ambiental.

Carvão Mineral

A descoberta do carvão mineral é associada à idade da pedra lascada. No Brasil, teve início  na época em que a crosta terrestre estava sofrendo com terremotos, vulcões, furacões, vendavais e maremotos e, dessa forma, separaram a costa brasileira dos da África pelo Oceano Atlântico. O carvão é, na realidade a parte celulósica da vegetação que sofreu transformações do tempo, pressão, bactérias e se transformou em massa de carbono.

É a parte celulósica da vegetação e extraída por processos de mineração. É  um minério não metálico com grande potencial combustível e quando é queimado, libera uma grande quantidade de energia. Sua constituição é de carbono e magnésio e é encontrado em forma de betume. É um combustível fóssil, utilizado principalmente em fornos de siderurgia, fabricação de explosivos, indústria química, inseticidas, medicamentos, fertilizantes e produção de energia em termoelétricas.O carvão mineral, com reservas expressivas em países como Rússia, Estados Unidos e China, era utilizado antes do uso intenso do petróleo, notadamente com uma grande importância. No Brasil, as principais reservas se encontram nos estados do Paraná, Rio Grande do Sul, Santa Catarina e São Paulo. A idade geológica do carvão brasileiro oscila entre 230 e 280 milhões de anos.
 
No Brasil, existem 12 entrepostos que podem armazenar até 8 milhões de toneladas de carvão mineral. O seu usio se dá principalmente nas termoelétricas e nas fábricas de cimento brasileiras. Na extração do carvão, os gases que causam maior impacto ao meio ambiente são o dióxido de carbono (CO2) e o metano (Ch2).

Carvão: Fonte de Substâncias Aromáticas

     Os hidrocarbonetos aromáticos possuem um ou mais anéis benzênicos em sua molécula, anel benzênico é um ciclo plano com seis átomos de carbono com ligações ressonantes, isto é, ligações duplas e simples alternadas. Quando há a presença somente dele, constitui-se o benzeno, o mais importante dos aromáticos.

     O carvão é um composto que é matéria-prima muito importante na indústria petroquímica. Participa da fabricação de inúmeros produtos, como medicamentos, plásticos, detergentes, explosivos, tintas, borrachas, adesivos, loções, entre outros.

     Desta forma o hidrocarboneto aromáticos simples pode ser proveniente do carvão suas fontes de obtenção principais são a hulha (carvão mineral mais abundante que existe) e o petróleo.

Eles receberam o nome “aromático”, palavra derivada de “aroma”, em razão do seu cheiro característico.

     A hulha é um tipo de carvão mineral ou carvão natural que se forma a partir da fossilização da madeira soterrada. A madeira é formada basicamente por compostos formados por átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio. 

     A hulha geralmente é extraída e passa por um processo de destilação seca na ausência de ar, obtendo-se três frações de importantes usos comerciais, a mais importante para nós já que estamos analisando a fonte se substancias aromáticas a partir do carvão:

     Fração líquida que se divide em duas partes mais a Alcatrão de hulha parte escura e densa, é formada por compostos aromáticos tais como o benzeno, o fenol, o tolueno, anilina e o naftaleno.

Dando origem a produtos diversos por meio da destilação fracionada em cinco frações óleo leve, médio pesado e até piche. Sendo alguns deles usados na fabricação de tintas, medicamentos.

Hidrocarbonetos Aromáticos

  Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados apenas por carbono e hidrogênio unidos tetraedricamente por ligação covalente. São subdivididos em alcanos, alcenos e alcinos, podendo ser de cadeias ramificadas, cíclico ou acíclico, saturadas e insaturadas e aromáticos.

- Ramificadas: possuem ramificações ( radicais ligados ao carbono)
- Cíclico: formam ciclos representados por formas geométricas
- Acíclico: possuem cadeias abertas
-Saturados: possuem somente ligações simples sendo saturados de hidrogênio 
-Insaturados: possuem ligações duplas e triplas tendo, portanto, menos hidrogênio
-Aromáticos: possuem anel benzênico
 
      Vamos focar nos hidrocarbonetos aromáticos. São cíclicos e insaturados, possuem três ligações duplas alternadas no esqueleto carbônico sendo o principal e mais simples o benzeno.São chamados de aromáticos por seu odor pronunciável.

Benzeno

     A nomenclatura é composta por:

Numero indicativo de posição dos radicais + nome dos radicais + benzeno

   

Conclusão sobre o Carvão

Com todo o trabalho, foram possíveis várias descobertas sobre o carvão e sobre hidrocarbonetos em geral, que são tão constantes em nosso dia-a-dia.

O carvão mineral é derivado de plantas que cobriram a Terra 300 milhões de anos atrás, no período chamado carbonífero (“rico em carbono”) e, pelo tempo de sua constituição, é considerado um meio não-renovável. E, entre todos os meios energéticos, o carvão merece grande atenção, uma vez que foi a primeira base para a industrialização do mundo. Hoje, é muito usado para a produção de energia em usinas termelétricas e como matéria-prima para siderúrgicas.

Hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados apenas por carbono e hidrogênio, unidos tetraedricamente por ligação covalente. São subdivididos em alcanos, alcenos e alcinos, podendo ser de cadeias ramificadas, cíclico ou acíclico, saturadas, insaturadas e aromáticos.

Primeiramente, os hidrocarbonetos aromáticos possuem um ou mais anéis benzênicos em sua molécula. Anel benzênico é um ciclo plano com seis átomos de carbono com ligações ressonantes, isto é, ligações duplas e simples alternadas. Quando há a presença somente dele, constitui-se o benzeno, o mais importante dos aromáticos. Eles participam da fabricação de inúmeros produtos, como medicamentos, plásticos, detergentes, explosivos, tintas, borrachas, adesivos, loções, entre outros. Eles receberam o nome “aromático”, palavra derivada de “aroma”, em razão do seu cheiro característico. 

Bibliografia - Carvão

http://www.mundoeducacao.com/geografia/carvao-mineral.htm

http://fontes-de-energia.info/mos/view/Carv%C3%A3o_Vegetal_e_Mineral

http://www.algosobre.com.br/quimica/carvao.html

http://www.estadao.com.br/vidae/imagineso117637.htm

http://www.infoescola.com/quimica/o-que-sao-hidrocarbonetos/

Autoavaliação dos Integrantes do Grupo ( Tema - Carvão)

Ana Luísa (n°02) - O grupo trabalha muito bem, mesmo com o desfalque de uma integrante, que foi transferida. Acho que nos organizamos muito bem e conseguimos concluir o trabalho sem grandes problemas. Todos cumpriram os prazos. Em relação a mim, acho que compareci com que me foi proposto.

Carolina (n°07) - Acredito que tenha sido um bom trabalho, todos do grupo fizeram sua parte de modo satisfatório, sem nenhum problema.

Nathália (n°27) - Mais uma vez, o grupo não teve problemas em trabalhar junto. Todos fizeram sua parte como foi combinado, e acho que conseguirmos tirar grande proveito do trabalho.

Victor (n°38) -Novamente o grupo inteiro se dispôs a fazer tudo aquilo que fosse necessário, também compus tudo o que me foi encarregado.

Diário de Bordo: Terceiro Cronograma do Inteiro Ambiente

08/10/2013 - Professora nos passa o trabalho em sala

09/10/2013- Separação dos temas entre os integrantes do grupo

09/06/2013 até 14/10/2013 - Pesquisa individual

15/10/2013 -  Leitura coletiva e correção ortográfica e de coerência

16/10/2013 - Postagem!

Introdução- Petróleo: Fonte versátil de energia e matéria prima

      O petróleo é uma das misturas mais importantes para a vida industrial do homem, se não o mais importante. Sempre foi assim?
      O nosso objetivo com essa nova etapa do blog é trazer desde a formação do petróleo, a milhões de anos atrás, até hipóteses do futuro desse ouro negro, passando pela extração, as etapas de refino, os usos dos componentes como matéria prima e energia e a história econômica brasileira desse bem.

Aproveitem ! 

Petróleo: Sua História no Brasil

Quando falamos sobre o petróleo, muitas pessoas têm a errônea impressão de que essa substância somente apareceu na história com o advento da Revolução Industrial. Contudo, desde a Antiguidade, temos relatos que nos contam sobre a existência desse material em algumas civilizações. Os egípcios utilizavam esse material para embalsamar os seus mortos, já entre os povos pré-colombianos esse mesmo produto era pioneiramente empregado na pavimentação de estradas.
           No Brasil, a existência do petróleo já era computada durante os tempos do regime imperial. Nessa época, o Marquês de Olinda cedeu o direito a José Barros de Pimentel de realizar a extração de betume nas margens do rio Marau, na Bahia. Até as primeiras décadas do século XX, alguns estudiosos e exploradores anônimos tentaram perfurar alguns poços de petróleo sem obter êxito. Contudo, em 1930, o engenheiro agrônomo Manoel Inácio de Basto mudou essa situação.
        Com base no relato de populares, ele teve a informação de que os moradores de Lobato, bairro suburbano de Salvador, utilizavam uma “lama preta” como combustível de suas lamparinas. Instigado por tal notícia, realizou testes e experimentos que atestavam a existência de petróleo nessa localidade. Contudo, não possuía contatos influentes que poderiam investir em sua descoberta. Persistente, em 1932 conseguiu entregar ao presidente Getúlio Vargas um laudo técnico que atestava o seu achado.
         Nessa mesma década, a descoberta de importante riqueza foi cercada por uma série de medidas institucionais do governo brasileiro. Em 1938, a discussão sobre o uso e a exploração dos recursos do subsolo brasileiro viabilizou a criação do CNP - Conselho Nacional do Petróleo. Em suas primeiras ações, o conselho determinou várias diretrizes com respeito ao petróleo e determinou que as jazidas pertencessem à União. No ano seguinte, o primeiro poço de petróleo foi encontrado no bairro de Lobato.
         Logo em seguida, novas prospecções governamentais saíram em busca de outros campos de petróleo

ao longo do território brasileiro. No ano de 1941, o governo brasileiro anunciou o estabelecimento do campo de exploração petrolífera de Candeias, Bahia. Apesar das descobertas em pequena escala, o surgimento dessa nova riqueza incentivou, em 1953, a oficialização do monopólio estatal sobre a atividade petrolífera e a criação da empresa estatal “Petróleo Brasileiro S.A.”, mais conhecida como Petrobrás.
         Na década de 1960, novas medidas ampliaram o grau de atuação da Petrobrás na economia brasileira. No ano de 1968, a empresa passou a desenvolver um projeto de extração iniciando a exploração de petróleo em águas profundas. Após as primeiras descobertas, outras prospecções ampliaram significativamente a produção petrolífera brasileira. Em 1974, ocorreu a descoberta de poços na Bacia de Campos, a maior reserva de petróleo do país.
    

  Com o passar do tempo, o Brasil se tornou uma das únicas nações a dominar a tecnologia de exploração petrolífera em águas profundas e ultraprofundas. Em 1997, durante o governo do presidente Fernando Henrique Cardoso, uma lei aprovou a extinção do monopólio estatal sobre a exploração petrolífera e permitiu que empresas do setor privado também pudessem competir na atividade. Tal medida visava ampliar as possibilidades de uso dessa riqueza.

Em 2003, a descoberta de outras bacias estabeleceu um novo período da atividade petrolífera no Brasil. A capacidade de produção de petróleo passou a suprir mais de 90% da demanda por esta fonte de energia e seus derivados no país. Em 2006, esse volume de produção atingiu patamares ainda mais elevados e conseguiu superar, pela primeira vez, o valor da demanda total da nossa economia. A conquista da autossuficiência permitiu o desenvolvimento da economia e o aumento das vagas de emprego.

         No ano de 2007, o governo brasileiro anunciou a descoberta de um novo campo de exploração petrolífera na chamada camada pré-sal. Essas reservas de petróleo são encontradas a sete mil metros de profundidade e apresentam imensos poços de petróleo em excelente estado de conservação. Se as estimativas estiverem corretas, essa nova frente de exploração será capaz de dobrar o volume de produção de óleo e gás combustível do Brasil.
         A descoberta do pré-sal ainda instiga várias indagações que somente serão respondidas na medida em que esse novo campo de exploração for devidamente conhecido. Até lá, espera-se que o governo brasileiro tenha condições de traçar as políticas que definam a exploração dessa nova fonte de energia. Enquanto isso, são várias as especulações sobre como a exploração da camada pré-sal poderá modificar a economia e a sociedade brasileira.

Cronologia do Petróleo no Brasil 

• Podemos dizer que a História do Petróleo no Brasil teve início em 1892. Neste ano, o fazendeiro Eugênio Ferreira de Camargo perfurou o primeiro poço em busca de petróleo em sua fazenda na cidade de Bofete (interior do estado de São Paulo). Porém, o poço de 488 metros de profundidade teve come resultado apenas água sulfurosa. Foi a primeira tentativa de se encontrar petróleo em território brasileiro.
• Em 1938 foi criado o Conselho Nacional de Petróleo.
• Foi somente em 1939, no bairro de Lobato (Salvador-BA) que foi descoberta a primeira jazida de petróleo explorável comercialmente.
• No ano de 1948 é criado o Centro de Estudos e Defesa do Petróleo, cujo objetivo era coordenar a campanha "O petróleo é nosso".
• Em 1949 entra em operação, na região do Recôncavo Baiano, o primeiro oleoduto brasileiro.
• Em 1950 ocorre a instalação da refinaria Landulfo Alves no município baiano de Mataripe.
• Em 1950 o primeiro petroleiro (embarcação de transporte de petróleo) é lançado ao mar.
• Em 3 de outubro de 1953 é fundada a Petrobrás (empresa estatal) e instituído através de lei o monopólio na extração e refino do petróleo em território nacional.

Em 1954 entra em operação a Petrobrás.

• Em 1968 ocorre a primeira descoberta de petróleo no mar, no campo de Guaricema em Sergipe.
• Para aumentar a pesquisa de novas jazidas de petróleo no Brasil, em 1975 são adotados os contratos de risco entre a Petrobrás e empresas privadas.
• Em 1997 é sancionada a lei que quebra o monopólio da Petrobrás na exploração do petróleo no Brasil.
• Em 2006 é alcançada a autossuficiência temporária em petróleo.
• Em janeiro de 2009 começa a operar a plataforma de petróleo da Petrobrás P-51, a primeira construída 100% no Brasil.
• Em setembro de 2008, começa a primeira produção no pré-sal no campo de Jubarte (a Bacia de Campos, litoral sul do estado do Espírito Santo).

Origem e extração

Origem 

      Os restos de matéria orgânica, bactérias, produtos nitrogenados e sulfurados no petróleo indicam que ele é o resultado de uma transformação da matéria orgânica acumulada no fundo dos oceanos e mares durante milhões de anos, sob pressão das camadas de sedimentos que foram se depositando e formando rochas sedimentares. O conjunto dos produtos provenientes desta degradação, hidrocarbonetos e compostos voláteis, misturados aos sedimentos e aos resíduos orgânicos, está contido na rocha-mãe; a partir daí o petróleo é expulso sob efeito da compactação provocada pela sedimentação, migrando para impregnar areias ou rochas mais porosas e mais permeáveis,tais como arenitos ou calcários. Uma camada impermeável, quando constitui uma “armadilha”, permite a acumulação dos hidrocarbonetos, impedindo-os de escapar.
     O petróleo é encontrado na natureza não como uma espécie de rio subterrâneo ou camada líquida entre rochas sólidas. Ele ocorre sempre impregnando rochas sedimentares, como os arenitos. Como essas rochas são permeáveis, o óleo "migra" através delas pelo interior da crosta terrestre. Se for detido por rochas impermeáveis, acumula-se, formando então as jazidas.

Extração

O sistema de extração do petróleo varia de acordo com a quantidade de gás acumulado na jazida. Se a quantidade de gás for grande o suficiente, sua pressão pode expulsar por si mesma o óleo, bastando uma tubulação que comunique o poço com o exterior. Se a pressão for fraca ou nula, será preciso ajuda de bombas de extração.
Depois de identificar, através de estudos geológicos, a presença de uma rocha rica em petróleo, o local é isolado e começam as escavações. Ao atravessar a rocha sedimentar, a sonda usada para escavar chega à camada petrolífera, neste momento o petróleo é jorrado para fora da jazida. A pressão é explicada pela presença de gases componentes do petróleo.

Petróleo: Matéria prima e energia

   O petróleo é formado a partir da decomposição da matéria orgânica ao longo do tempo, sendo encontrado nos poros de determinadas camadas sedimentares conhecidas como “rochas reservatório”. Trata-se, portanto, de um energético não renovável, o que aumenta a importância da descoberta de novos campos produtores ou de novas regiões produtoras.

       Além de gerar combustíveis como gasolina, óleo diesel e querosene de aviação, o petróleo é também a base de diversos produtos industrializados, que vão da parafina e da nafta petroquímica aos tecidos e plásticos.

       Derivados como gasolina e óleo diesel são usados como combustível para os meios de transporte, o que fez com que a substância rapidamente se transformasse na principal fonte da matriz energética mundial. Outros derivados, como a nafta são aplicados como insumo industrial na fabricação de produtos bastante diversificados como materiais de construção, embalagens, tintas, fertilizantes, farmacêuticos, plásticos, tecidos sintéticos, gomas de mascar e batons.

       Nos últimos anos, a busca de fontes alternativas tornou-se mais premente. Um dos motivos é ambiental: a cadeia produtiva do petróleo e seus derivados é extremamente agressiva ao meio ambiente, inclusive produzindo em várias etapas, como na geração de energia elétrica e no consumo de combustíveis, emissões de gases que contribuem para o efeito estufa. Outro motivo é a perspectiva de esgotamento, a médio prazo, das reservas hoje existentes.

Refino do Petróleo

       O petróleo, formado pela decomposição da matéria orgânica, é extraído da natureza e enviado para as refinarias, onde passa por uma destilação fracionada gerando vários subprodutos. Todos os derivados do petróleo contêm em sua composição átomos de carbono, mais precisamente hidrocarbonetos.

       A maneira mais antiga e comum de separar os vários componentes (chamados de frações) é usar as diferenças entre as temperaturas de ebulição. Isso é chamado de destilação fracionada. Basicamente, esquenta-se o petróleo bruto deixando-o evaporar e depois condensa-se este vapor.

Técnicas mais novas usam o processamento químico, térmico ou catalítico em algumas das frações para criar outras, em um processo chamado de conversão.

Técnicas de refino:

• Destilação Fracionada

A destilação fracionada é útil para separar uma mistura de substâncias com diferenças pequenas em seus pontos de ebulição sendo uma etapa muito importante no processo de refino

É o tipo de refino mais utilizado nos dias de hoje.

• Processamento químico

Pode-se usar três diferentes tipos de métodos afim de se obter produtos vindos do petroleo tambem :

dividindo grandes cadeias de hidrocarbonetos em pedaços menores (craqueamento).

Onde se encontra diverso tipos de craqueamento como:

Térmico: grandes cadeias de hidrocarbonetos são aquecidas a altas temperaturas (e algumas vezes a altas pressões também) até que elas se quebrem (craqueiem).

Vapor: vapor de alta temperatura (816°C) é usado para craquear etano, butano e nafta em etileno e benzeno, que são usados para fabricar produtos químicos;

Viscorredução: os resíduos da torre de destilação são aquecidos (482°C), resfriados com gasóleo e rapidamente colocados em uma torre de destilação. Este processo reduz a viscosidade de óleos pesados e produz o alcatrão;

Coqueamento: os resíduos da torre de destilação são aquecidos a temperaturas acima de 482°C até que se quebrem em óleo pesado, gasolina e nafta. Ao final do processo, sobra um resíduo pesado, quase puro, de carbono (coque). O coque é limpo e vendido.

Catalítico: usa um catalisasor para aumentar a velocidade da reação de craqueamento. Os catalisadores incluem a zeólita, hidrossilicato de alumínio, bauxita e alumino-silicatos.

Craqueamento catalítico fluido ("fluid cracking catalysis", FCC): um catalisador fluido aquecido (538°C) craqueia gasóleo pesado em óleo diesel e gasolina;

Hidrocraqueamento: semelhante ao craqueamento catalítico fluído, mas usa um catalisador diferente, temperaturas menores, pressão maior e gás hidrogênio. Ele craqueia o óleo pesado em gasolina e querosene (combustível de aviação).

Rerforma: processo o qual se combina hidrocarbonetos menores para fazer outros maiores chamado reforma  onde o  principal processo á a reforma catalítica, que utiliza um catalisador (platina, mistura platina-rênio) para transformar nafta de baixo peso molecular em compostos aromáticos, usados na fabricação de produtos químicos e para misturar na gasolina.

Um subproduto importante dessa reação é o gás hidrogênio, usado para o hidrocraqueamento ou vendido.

rearranjando vários pedaços para fazer os hidrocarbonetos desejados (alquilação).

Alquilação: as estruturas de moléculas em uma fração são rearranjadas para produzir outra , compostos de baixo peso molecular, como o propileno e o buteno, são misturados na presença de um catalisador como o ácido fluorídrico ou ácido sulfúrico (um subproduto da remoção de impureza de muitos produtos do petróleo).

Os produtos da alquilação são hidrocarbonetos ricos em octanas, usados em tipos de gasolina para reduzir o poder de detonação.

Produtos gerados dos tipos de destilação:

- Gás do petróleo; são os hidrocarbonetos mais leves contendo de 1 a 4 átomos de carbono (metano, etano, propano, butano) são liquefeitos sob pressão para gerar o Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), muito usado para aquecimento e fabricação de plásticos.

- Nafta é uma fase intermediária do processamento que irá gerar outros combustíveis.

- Gasolina, Querosene, Diesel; são tipos de combustível usados para os motores em geral.

- Óleos Lubrificantes; óleos usados na lubrificação de equipamentos e motores em geral.

- Óleo combustível; usado nos fornos das indústrias.

- Resíduos; coque de petróleo, asfalto, alcatrão, breu, ceras, além de matéria prima, servem para quimicamente formar outros produtos também.

O Futuro do Petróleo

      Encontrar soluções afim de atenuar a queda de produção representa um desafio, mas isso não é motivo para a inação. Ela não é a melhor opção, de acordo com "O Pico da Produção Mundial de Petróleo: Impacto, Soluções e Administração de Riscos". Esse influente estudo sobre o crise do pico do petróleo se tornou, na prática, a bíblia dos proponentes da teoria. Conhecido como Relatório Hirsch, em homenagem ao principal pesquisador envolvido, Robert Hirsch, o estudo examina três cenários: o primeiro envolve completa inação para compensar o possível pico, pelo menos antes que ele ocorra; o segundo envolve medidas de combate ao impacto iniciadas 10 anos antes da crise; e o terceiro medidas adotadas 20 anos antes da crise.

Os novos combustíveis e tecnologias:

Os combustíveis provenientes de oleoginosas, biomassa, gordura animal, cana-de-açúcar e outras fontes além de reduzir emissões, também apresentam desempenho melhor. Um exemplo é o diesel de cana, feito 100% da planta. O processo é similar ao da produção do etanol, mas para fermentar o caldo da cana é utilizada uma levedura modificada geneticamente, que, em vez de produzir álcool, gera uma gordura, transformada em diesel. Sem água e enxofre e com substâncias mais limpas, o combustível não apenas polui menos, mas queima melhor, com ganho de rendimento.

Outras alternativas, como veículos híbridos, aos poucos ganham corpo. De acordo com Gian Gomes Marques, engenheiro executivo responsável pelo pré-desenvolvimento de sistemas avançados de propulsão e combustíveis da filial brasileira da MAN, testes com tecnologias de duplo combustível, com um segundo tanque exclusivo para biodiesel puro, tiveram resultados promissores. Há também a opção pelo uso de propulsão elétrica auxiliar, aproveitando a inércia do veículo para recarregar as baterias.

Parecidos com o petróleo :

Além do petróleo convencional, disponível em campos que podem ser explorados pela simples perfuração de poços, há outros tipos que dependem de estudos, pesquisas e desenvolvimento tecnológico para serem utilizados.

Por exemplo, o petróleo extra pesado do cinturão do Orinoco, na Venezuela, as areias de alcatrão de Athabasca, no oeste do Canadá, e os reservatórios de petróleo gelado e viscoso do Declive Norte do Alasca. O óleo da argila xistosa também é um recurso potencial, embora ainda não possa ser considerado verdadeiro petróleo — é uma rocha sedimentária rica em substâncias orgânicas que ainda não “ficou no forno” o tempo suficiente para chegar ao ponto. Podemos aquecê-la num forno de verdade e acelerar o processo, mas custaria quase três vezes mais do que a exploração de poços comuns.

Uma coisa é certa: esses recursos não convencionais poderão se tornar importantes, no futuro, mas continuam cercados por incertezas econômicas e científicas. O mais certo é acreditar que eles jamais chegarão a ser aproveitados em larga escala.

Conclusão do grupo sobre o Petróleo

      Como já era de conhecimento do grupo, o petróleo é formado a partir da decomposição da matéria orgânica ao longo do tempo, portanto, é uma fonte de energia não-renovável. Além de gerar combustíveis como gasolina, óleo diesel e querosene de aviação, o petróleo é também a base de diversos produtos industrializados, que vão da parafina e da nafta petroquímica aos tecidos e plásticos.

      A maneira mais antiga e comum de separar os vários componentes (chamados de frações) é usar as diferenças entre as temperaturas de ebulição. Isso é chamado de destilação fracionada. Basicamente, esquenta-se o petróleo bruto deixando-o evaporar e depois condensa-se este vapor. Técnicas mais novas usam o processamento químico, térmico ou catalítico em algumas das frações para criar outras, em um processo chamado de conversão.

      Por ser não-renovável, há constante preocupação com dia em que o petróleo irá acabar. Por esta razão, combustíveis alternativos vão ganhando importância. Os combustíveis provenientes de oleoginosas, biomassa, gordura animal, cana-de-açúcar e outras fontes além de reduzir emissões, também apresentam desempenho melhor. Sem água e enxofre e com substâncias mais limpas, o combustível não apenas polui menos, mas queima melhor, com ganho de rendimento.

Fica claro constatar, portanto, que o petróleo é uma das coisas consideradas mais importantes para o mundo moderno, causando grande disputa em proporção mundial.

Bibliografia - Petróleo

http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_par3_cap7.pdf

http://www.brasil.gov.br/sobre/economia/energia/petroleo-gas-natural-e-derivados

http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/pe_derivados.html

http://www.brasilescola.com/brasil/historia-do-petroleo-no-brasil.htm

http://www.suapesquisa.com/historia/historia_petroleo.htm

http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/extracao-petroleo.htm

Autoavaliação dos integrantes do grupo ( Tema - Petróleo)

Ana Luísa (n°02) - "Eu cumpri, dentro da separação que o grupo fez para essa nova postagem, tudo o que me era pedido, portanto avalio como satisfatória a minha atuação no trabalho. O nosso grupo se relaciona muito bem e não temos problemas com desatenção ao proposto, sendo muito simples trabalhar. "

Carolina (n°07) -" Tomo para mim as palavras dos meus colegas de grupo. Todos fizeram tudo conforme o combinado. Não tivemos maiores problemas, portanto avalio como boa a minha parte no trabalho."

Livia (n°20) - "Como ocorrido no trabalho anterior, que como meus colegas de trabalho disseram, tudo saiu conforme o planejado, sem nenhuma enrolação, e não sem problemas. Assim, na minha parte fiz o que foi pedido, no tempo esperado, sendo dessa forma minha participação muito boa como a de todo o grupo."

Nathália (n°27) -"Mais uma vez, o grupo não teve problemas em trabalhar junto. Como fiz tudo o que me foi destinado, creio que minha atuação no trabalho tenha sido satisfatória."

Victor (n°38) - "Novamente todo o grupo trabalhou em cima de cada tema muito bem. Deste modo acredito também ter feito tudo que fora destinado como meu dever."

Diário de bordo - Segundo Cronograma do Inteiro Ambiente

06/06/2013 - Professora nos passa o trabalho em sala

07/06/2013- Separação dos temas entre os integrantes do grupo

07/06/2013 até 10/06/2013 - Pesquisa individual

11/06/2013 -  Leitura coletiva e correção ortográfica e de coerência

12/06/2013 - Conteúdo formatado para o blog e postagem teste

13/06/2013 - Postagem!

Introdução a Química Ambiental

A Química Ambiental é um estudo abrangente sobre os processos químicos que acontecem na natureza,sejam estes fenômenos naturais ou causados pelo homem , e que comprometam o bem estar do planeta e da população.

Teve sua origem na Química Clássica e se tornou uma ciência interdisciplinar por envolver outras matérias como biologia, ecologia, geologia.

Como essas transformações ameaçam o meio ambiente, há uma grande preocupação em entender os processos que a envolvem assim é importante este estudo para entender os aspectos químicos dos problemas que nós seres humanos criamos no meio onde vivemos. Esse mesmo ambiente há alguns anos antes de começar os processos de poluição era apenas um meio auto sustentável , onde não se encontrava tanta quantidade de poluentes.

O Problema do Chorume

Causa: O chorume é o liquido escuro, viscoso, de odor forte característico, com alto potencial poluidor. A sua composição é difícil de determinar porque, por ser resultado da decomposição de matéria orgânica, depende de vários fatores como: tipo de solo e detritos, quantidade de umidade e oxigênio, forma como o aterro sanitário foi composto e distância de lençóis freáticos. Em geral estão presentes compostos orgânicos, como carbono e nitrogênio orgânicos, e inorgânicos, como mercúrio, cobre, chumbo, arsênio, cadmio, cobalto, cromo. 

capitação do chorume  

Consequência: Ao circular pelo solo ele carrega metais pesados, micro-organismo, nitratos, fosfatos e muitas outras substâncias, sendo altamente nocivo para o solo, lençol freáticos, consequentemente para rios e lagos e para o ar, pois a decomposição anaeróbica libera gases como metano, gás carbônico, mercaptanas, amônia, fenóis. Além disso ele pode causar doenças, atrair animais detritívoros e afetar a cadeia alimentar, causando males ao ambiente e a saúde dos animais, incluindo os seres humanos.

 

urubus em chorume em Tucuruí

Prevenção/ Solução: A prevenção é feita dentro de casa, evitando o desperdício de alimentos, separação de lixo reciclável e destinando as baterias, pilhas e óleo de cozinha para coletas especializadas. A construção do aterro pode ser pensada a fim de não contaminar águas subterrâneas e locais de grande povoação e com um manto de captação do chorume, sendo coletado e transportado para centros de tratamento, onde o chorume será tratado e seus gases usados para a produção de energia.

Funcionamento de aterro sanitário com captação de chorume

Branqueamento de Corais

Causa: O que é o branqueamento de corais e causa: Uma associação extremamente importante para os recifes-de-coral é a simbiose que ocorre entre as espécies de corais e microalgas conhecidas como zooxantelas. Essas algas vivem no interior dos tecidos dos corais construtores dos recifes, realizando fotossíntese e liberando para os corais compostos orgânicos nutritivos. Por sua vez, as zooxantelas sobrevivem e crescem utilizando os produtos gerados pelo metabolismo do coral, como gás carbônico, compostos nitrogenados e fósforo. As necessidades nutricionais dos corais são em grande parte supridas pelas zooxantelas (presentes nos tecidos do coral como também em outros cnidários, como anêmonas-do-mar, zooantídeos, medusas e em outros invertebrados, como ascídias, esponjas, moluscos etc., que também podem branquear). Elas estão também envolvidas na secreção de cálcio e formação do esqueleto do coral.

Processo de branqueamento de corais

Ultimamente vem ocorrido em todas as regiões do globo que possuem recife um branqueamento destes. Trata-se basicamente da ‘perda’ dos organismos fotossimbiontes (zooxantelas) causada pelo aumento da acidez dos oceanos. Como a cor da maioria dos hospedeiros advém, em grande parte, da ‘alga’ simbionte, seus tecidos tornam-se pálidos ou brancos. Nos corais, os tecidos ficam praticamente transparentes, revelando o esqueleto branco subjacente. As partes moles e o esqueleto de um coral branqueado não crescem, e a colônia fica mais vulnerável a outros possíveis estresses, como poluição, sedimentação excessiva, colonização por macroalgas do esqueleto eventualmente exposto etc.

Processo de branqueamento de corais, visão mais ampla

De acordo com a pesquisa de um time de cientistas internacionais ligados ao Centro de Pesquisa Internacional do Pacífico, da Universidade do Havaí, cerca de 65% do gás proveniente de atividades humanas entram no mar e, em contato com a água salgada, aumentam sua acidez. 

Consequência: A perda destes recifes de corais causa muito prejuízo ao ecossistema marinho, já que estes dão abrigo e alimento para a maioria dos peixes e, além disso, funcionam como um filtro de água do mar por sua alimentação.

Prevenção/Solução:Apesar de tudo, as colônias branqueadas podem recuperar completamente, em poucos dias ou até mais de um ano, dependendo da espécie e do grau de branqueamento, mas para que isso ocorra os homens precisam diminuir sua emissão de CO².

Esgoto Doméstico

Causa: O despejo de esgoto não tratado no mar provoca o aumento da matéria orgânica presente na água, levando a uma elevação na quantidade de nutrientes disponíveis. Esse processo é conhecido como eutrofização. O aumento na concentração de nutrientes permite o crescimento rápido e intenso de microalgas marinhas. Após certo tempo, essas algas morrem e são degradadas por bactérias decompositoras.

Consequência: O processo de decomposição das algas consome o oxigênio dissolvido na água, reduzindo sua disponibilidade para os organismos marinhos. Além disso, a grande quantidade de algas torna a água do mar turva, prejudicando a fotossíntese e reduzindo ainda mais o oxigênio na água.

Outro problema gerado pelo despejo de esgoto é a possibilidade de contaminação da água do mar por microrganismos, muitas vezes presentes nas fezes humanas, que podem causar doenças como a hepatite e a cólera. A fim de evitar esses problemas, medidas de saneamento básico, como a fiscalização dos emissores e o tratamento do esgoto doméstico, devem ser adotadas.

 Prevenção/Solução: Os métodos para o tratamento geralmente envolvem custos altos, o que dificulta a instalação em municípios com baixa renda.  Dentre as alternativas técnicas para o tratamento de efluentes estão as fossas sépticas, os sumidouros e as lagoas de estabilização.

• Fossa Séptica : unidade que trata os esgotos domiciliares. Nela, é feita a divisão físico-química da matéria sólida presente no esgoto.
  
  

  

  Funcionamento de fossa séptica

• Sumidouros: são escavações feitas no terreno, para receber efluentes da fossa séptica ou mesmo diretamente do vaso sanitário em cujas paredes deverão se infiltrar.

Sumidouro

• Lagoas de estabilização: locais para tratamento de efluentes, por processos químicos e biológicos, com o objetivo de reter a matéria orgânica e gerar água com qualidade para retornar ao meio ambiente.

Lagoas de Estabilização 

Redução da Camada de Ozônio

Causa:  A camada de ozônio é uma camada de gás que envolve a Terra, localizada na estratosfera, composta pelo gás ozônio (O3). Serve como uma capa ou um filtro que protege o planeta terra das radiações solares, totalmente nocivas para os seres humanos, animais e plantas. Sendo responsável por filtrar cerca de 95% dos raios ultravioleta B (UVB) emitidos pelo Sol que atingem a Terra.

Substâncias prejudiciais a camada de ozônio:

·         Gases clorofluorcarbonos (CFCs) - os mais perigosos;
·         Dos óxidos nítricos e nitrosos - expelidos pelos exaustores dos veículos;
·         Dióxido de Carbono (CO²), produzido pela queima de combustíveis fósseis (como o carvão e o petróleo).

CFC: É usado como propelente em aerossóis, como isolante em equipamentos de refrigeração e na produção de materiais plásticos. Depois de liberados no ar demora cerca de oito anos para chegar à estratosfera que, atingindo pela radiação ultravioleta se desintegram e liberam cloro. O cloro reage com o ozônio, que logo após é transformado em oxigênio (O2). Porém, o oxigênio não tem a capacidade de proteção como o ozônio. Cada átomo de cloro de CFC pode destruir 100 mil moléculas de oxigênio.

Consequência: Caso não exista mais a camada de ozônio em torno do nosso planeta, muitas catástrofes podem acontecer, pois a temperatura do sol será mais intensa pois não haverá mais a proteção natural desta camada, e muitas pessoas e animais podem acabar morrendo.

Prevenção/Solução: Em 1987, visando evitar esse desastre, 47 países assinaram um documento chamado Protocolo de Montreal, que passou a vigorar em 1989. Esse Protocolo tem por objetivo reduzir a emissão de substâncias nocivas à camada de ozônio.Após o tratado, estudos e pesquisas se intensificaram com o objetivo de descobrir uma forma de substituir o CFC, e o proposto foi o uso de uma mistura do butano com propano, uma forma significativamente mais barata e que substitui completamente o CFC. Outra alternativa encontrada foi o uso de HCFC, um “CFC melhorado ecologicamente”, que combina características físicas e químicas com alta eficiência volumétrica, e pode ser usado em aplicações civis de refrigeração. Porém, é um gás que está sob observação de seus efeitos, pois ainda tem em sua molécula um átomo de cloro, que mais cedo ou mais tarde também pode atacar a camada de ozônio, mas com menos agressividade que o CFC.

Gás Carbônico Veicular

Causa: O dióxido de carbono é um gás que representa uma das maiores causas do efeito estufa , emissão de gás carbônico (CO2) dos carros são parte de um crescimento de sua concentração na atmosfera , que deste modo tem um enorme papel nas mudanças climáticas.

Os veículos a motor representam uma grande parte da emissão de CO2 na atmosfera , contudo quando o motor não queima o combustível que utilizam por completo pode ocorrer a liberação do monóxido de carbono , outro componente que traz poluição ao ar.

Poluição em avenida movimentada

Consequência: O CO2  é um gás que polui e afeta de varias formas possíveis , a nós mesmos , este gás pode trazer consigo fora as mudanças climáticas , poder a afetar as pessoas com doenças respiratórias ou até mesmo cardíacas, uma vez que no sangue se encontre a falta de oxigênio e a maior concentração de CO2 , devido a sua maior concentração no meio que este ser vive.

Prevenção/Solução: Contudo o homem tem procurado soluções para estes problemas. A tecnologia tem avançado no sentido de gerar máquinas e combustíveis menos poluentes ou que não gerem poluição, hoje em dia muitos  automóveis já estão utilizando gás natural como combustível. No Brasil, por exemplo, temos milhões de carros movidos a álcool, combustível não fóssil, que poluí pouco.

Mais o que chama mais atenção seria os testes com hidrogênio  os quais tem mostrado que num futuro bem próximo, os carros poderão andar com um tipo de combustível que lança, na atmosfera, apenas vapor de água.

Como solução imediata também poderíamos avaliar a maior utilização de meios de transporte públicos.

Smog Fotoquímico

Causa: Smog Fotoquímico é um tipo de formação de neblina que é composta por poluição , vapor de água e compostos químicos prejudiciais a saúde humana . Se tem a formação do smog geralmente em grandes cidades onde a alta concentração de poluição de gases , como os queimados de combustíveis fosseis, ou até mesmo áreas onde existe uma grande presença de industrias poluidoras .

Em sua formação podemos constar a presença de dióxido de nitrogênio , ozônio , óxido de nitrogênio e outros tipos de gases poluidores.

Smog em Nova Iorque

Consequências: O Smog pode ocasionar péssimas condições visuais  com seu efeito visual tanto para veículos aéreos ou até mesmo terrestres .

Este tipo de poluição do ar pode ocasionar malefícios enormes ao individuo que reside em grandes centros urbanos que possuem este fenômeno pois a alta concentração dos gases dióxido de enxofre , ozônio , dióxido de nitrogênio e o monóxido de carbono , podem causar enfisema , bronquite e asma , desta forma a alta exposição pode ocasionar a morte .

Prevenção/Solução: O Smog é a alta concentração de gases que podem vir a causar malefícios a saúde humana , afim de solucionar este problema , a menor quantidade de liberação destes gases, talvez solucionaria as altas quantidades encontradas nos meios urbanos e áreas industriais, com filtros apropriados nas industrias, e em regiões urbanas a redução de queima de combustíveis fosseis . 

Gás Metano

Causa: Os esgotos domésticos e aqueles das indústrias alimentícias, de bebidas e de papel e celulose, têm um alto potencial para emissão de metano. A matéria orgânica presente nesses efluentes é expressa em termos de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), que é o principal fator determinante do potencial de geração de metano. A DBO representa a quantidade de oxigênio consumida por micro-organismos na oxidação bioquímica da matéria orgânica expressa em miligramas por litro (mg/L).

Consequência: Se o metano nao for tratado ficando no ar ele pode ser um asfixiante e é altamente explosivo. Lançado na atmosfera ele contribui para o efeito estufa , é 21 vezes mais agressivo que o gás carbônico .

Prevenção/Solução: No Brasil, uma grande variedade de sistemas é utilizado para o tratamento de águas residuárias. Apesar disso, uma grande parcela das águas residuárias geradas é lançada diretamente nos corpos d'água sem tratamento. Aqui estão representados dois tipos de tratamento por reatores anaeróbios, que são os mais propícios para produção do biogás com metano:

Reatores anaeróbios: Uma opção bastante interessante que vem sendo mais e mais empregada é o tratamento anaeróbio em reatores. Estes se baseiam no princípio de separação das fases sólida, líquida e gasosa, fazendo com que o lodo se acumule e seja mantido no tanque de tratamento com tempos de residência celular bastante superiores aos tempos de residência hidráulica.

A - O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manto de lodo (reator UASB) retém o lodo pela incorporação de um decantador e um separador de gases na parte superior do reator. O esgoto é distribuído uniformemente pelo fundo do mesmo. Após passar pelo manto de lodo estabilizado, rico em bactérias anaeróbias, sofre degradação e o efluente tratado é recolhido em canaletas no topo do reator. Os sólidos se acumulam no fundo e o gás, contendo como principal componente o metano, é encaminhado para queima ou recuperação. O excesso de lodo é encaminhado para secagem e pode ser disposto em aterro sanitário ou passar por adequação para ser aproveitado como bio-fertilizante.

Os reatores UASB são sistemas compactos e de alta taxa, indicados para a recuperação eficiente do gás metano.

B- Os filtros anaeróbios retêm o lodo num material suporte colocado dentro do reator. Esse material pode ser de plástico, pedra, cerâmica, bambu etc.

O filtro é mantido submerso, o que garante a ausência de ar (oxigênio) e o conseqüente desenvolvimento de microorganismos anaeróbios responsáveis pela degradação da matéria orgânica.

Contaminação do Solo por Agrotóxicos

Causa: Nas áreas rurais, a poluição do solo dá-se, sobretudo pelo uso indevido de agrotóxicos e técnicas arcaicas de produção (a queima da vegetação e a não utilização de técnicas de conservação do solo, contribuem para aumentar a exposição ao sol e ao vento ocasionando a perda de nutrientes e a erosão do solo).

Embalagens de Agrotóxicos

Consequências: Os inseticidas quando usados de forma indevida, acumulam-se no solo, os animais se alimentam da vegetação contaminada prosseguindo o ciclo de contaminação. Com as chuvas, os produtos químicos usados na composição dos pesticidas infiltram no solo contaminando os lençóis freáticos e acabam escorrendo para os rios continuando a contaminação.

O gado quando come o pasto envenenado, transmite as substâncias tóxicas para a sua carne e para o leite que vão servir de alimento para o homem.

Dentre as doenças causadas pelo solo contaminado estão a ancilostomose (amarelão), a teníase e verminoses como a ascaridíase.

Prevenção/Solução:

- Elaboração de substitutos para os inseticidas;
- Campanhas educativas que alertem o perigo do uso dos agrotóxicos sem a indicação técnica de um agrônomo especializado;
- Divulgação e uso de técnicas avançadas na agricultura como o controle biológico de pragas e de conservação do solo;
- Investimento e melhoria em projetos de irrigação;
- Financiamentos para agricultura e para o homem do campo, dando-lhe condições para viver e se sustentar no campo;