Download - Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22
PARA ENTENDER A TERRAPARA ENTENDER A TERRA
CAPÍTULO 22
ENREGIA E RECUSOS MINERAISENREGIA E RECUSOS MINERAIS
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan
Trans-Alaska Pipeline, Alaska
RECURSOSRECURSOS
Constituem a quantidade total de um dado material que pode se
tornar disponível para uso no futuro.
RecursosRecursos
ReservasReservasSão depó sitos
que já foram descobertos e que, no tempo presente, podem ser
Legalmente explorados economicamente.
Constituem a quantidade total
de um dado material que pode se tornar disponível para uso no
futuro.
Fig. 22.1
Recursos e ReservasRecursos e Reservas
Categorias que constituem as reservas totais. Osrecursos consistem em reservas - depó sitos conhecidos, cujaextraç ão atual é economicamente rentável - e depó sitos que sãoconhecidos, mas que são sub econô micos. As reservas não descobertasconstituem os depó sitos que podem ser encontrados.
Classificaç ão dos Recursos:Classificaç ão dos Recursos:
• Renováveis: aqueles que podem ser reabastecidos durante curtos períodos de tempo (meses, anos, décadas)
• Não renováveis: aqueles necessitam de processos longos para se formarem (em milhões de anos).
Tipos de RecursosTipos de Recursos
• Energia Energia • MineralMineral
– Metálicos e não Metálicos • ÁguaÁgua
Tipos de fontes Tipos de fontes energé ticasenergé ticas
• Não renováveis– Combustíveis Fó sseis – Energia Nuclear
• Renováveis– solar– eó lica– geotermal (recurso potencial)
Fig. 22.2
Uma estimativa aproximada dos recursosenergéticos não-renováveis que restam no mundo
Combustíveis Fó sseis
quantidade de energia (quad).
Fig. 22.3
Uso e Consumo de Uso e Consumo de Energia1850-2000Energia1850-2000
O que está representadocomo "Outros", no ano de
2000, significa 3,4'7'0, distribuídos em energia
geotérmica, solar, biomassa, vento e outros tipos de
energia.
Fontes de EnergiaFontes de Energia
• Radiaç ão Solar• Energia Geotérmica• Energia Gravitacional
Taxas do Fluxo de EnergiaTaxas do Fluxo de Energia
• Radiaç ão Solar: 120 mil unidades / ano•
Energia Geotérmica: 30 unidades / ano•
Gravitacional Energia 3 unidades / ano
A radiaç ão solar = 99,97% de energia na Terra
Energy TransferEnergy Transfer
CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
Energy TransferEnergy Transfer
CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
(fotossintese)
CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
(fotossinthese)
Glicose + O2 CO2 + H2O + energia
Tranferência de EnergiaTranferência de Energia
Tranferência de EnergiaTranferência de Energia
CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
(Fotossinthese)
Glicose + O2 CO2 + H2O + energia
(Oxidaç ão)
Fig. 22.4
Ciclo do Carbono Ciclo do Carbono e Combustível e Combustível
Fó ssilFó ssilA fotos síntese produz matéria orgânica a partir dedió xido de carbono (C02) e água (H20). Se a matéria orgânicamorta é transformada em carvão, petró leo ou gás natural, torna-seum produto fossilizado da fotossíntese - um combustívelfó ssil. A queima de combustíveis fó sseis liberta o dió xido decarbono e a água que os constituem..
Combustível Fó ssilCombustível Fó ssil
Esses recursos energéticos se formaram através do sepultamento e
conseqüente transformaç ão do material orgânico.
TIPOS DE COMBUSTÍ VEIS TIPOS DE COMBUSTÍ VEIS FÓSSEISFÓSSEIS
• ÓLEOÓLEO• GÁS NATURALGÁS NATURAL• CARVÃOCARVÃO• XISTOS XISTOS
BETUMINOSOSBETUMINOSOS• AREIAS AREIAS
BETUMINOSABETUMINOSA• GÁS HIDRATOSGÁS HIDRATOS
Como se formam os depó sitos de Como se formam os depó sitos de gás?gás?
• produç ão de grandes quantidades de biomassapreservaç ão de um ambiente redutor (pobre em oxigênio)sepultamento, aumento da temperatura e pressão, fazendo com que a decomposiç ão de matéria orgânica torna-se líquida ou gás
Outras Formas?Outras Formas?
• Migraç ão: Migraç ão: uma rocha reservató rio permeável
• Trapeamento: Trapeamento: aprisionamento de fluidos por uma vedaç ão impermeável
Em resumo é necessário:Em resumo é necessário:
• produç ãopreservaç ãomaturaç ãomigraç ãotrapeamento
Condiç ões té rmicas da formaç ão do Condiç ões té rmicas da formaç ão do Petró leoPetró leo
faixa de temperatura relativamente baixa: 5-20 ° C ≈(também depende do tempo)
temperatura e duraç ão determinam o tipo e a presenç a de hidrocarbonetos:petró leo - o gás úmido - gás seco
* duraç ão de milhões de anos
Fig. 22.5
Tipos de TapesTipos de Tapes
Fig. 22.5a
Anticlinal TrapAnticlinal Trap
Fig. 22.5
Fault TrapFault Trap
Fig. 22.5
Stratigraphic TrapStratigraphic Trap
Fig. 22.5
Salt Dome TrapSalt Dome Trap
Fig. 22.6
Reservas de petró leo por regiãono final de 2000
Reservas de petró leo medidas até o fim de 2000 Bilhões de barris (bbl)(% do total mundial)
Fig. 22.7
Efeito de um derrame de ó leo
sobre a vida selvagem no
Alasca
O que é preciso para formar o O que é preciso para formar o carvão?carvão?
• produç ão de grandes quantidades de biomassa
• preservaç ão de um ambiente pobre em oxigênio
• sepultamento e compactaç ão
Fig. 22.8
O processo de formaç ão do carvão
TurfaTurfa LenhitoLenhito Carvão Carvão BetuminosoBetuminoso
AtracitoAtracito
Ambiente úmido,vegetaç ão abundante
O processo de formaç ão de camadas de carvão começ a com a deposiç ão de vegetaç ão.
Fig. 22.9
U.S. Coal FieldsU.S. Coal Fields
Fig. 22.10
Indiana Mina de Carvão:Indiana Mina de Carvão:Antes da recuperaç ãoAntes da recuperaç ão
Fig. 22.10
Indiana Mina de Carvão:Indiana Mina de Carvão:Depois da Recuperaç ãoDepois da Recuperaç ão
Fig. 22.13a
Developed countries (OECD) Developed countries (OECD) (Organizaç ão para Cooperaç ão Econô mica e Desenvolvimento)
Developing countriesDeveloping countries
Demanda de Energia do MundoDemanda de Energia do Mundo
Transitional economiesTransitional economies
Fig. 22.13b
Produç ão de Energia Primária no MundoProduç ão de Energia Primária no Mundo
Developed countries (OECD)Developed countries (OECD)
Developing countriesDeveloping countries
Transitional economiesTransitional economies
Alternativas ao Alternativas ao Combustível Fó ssilCombustível Fó ssil
• nuclear• energias renováveis, por
exemplo, solar ventomarésgeotérmicacélulas a combustível de hidrogênio
1. Energia nuclear
vantagens: fonte virtualmente inesgotável
Desvantagens: resíduos perigosos
Alternativas ao Alternativas ao Combustível Fó ssilCombustível Fó ssil
Box 22.1
Os resíduos radioativos lixiviados para as águas subterrâneas em marcha lenta (1), bem como no rio Columbia (2)
Box 22.1
Pluma Pluma Radioativa Radioativa SubterrâneaSubterrânea
Alternativas ao Combustível Alternativas ao Combustível Fó ssilFó ssil
2. energia solar
vantagens: fonte virtualmente inesgotável
Desvantagens: tecnologia atual muito cara
Fig. 22.11
Solar Cells in Nepal
3. energia geotérmica
vantagens: mais barato e limpo
Desvantagens: não podem ser transportados a longas distâncias
Alternativas ao Combustível Fó ssilAlternativas ao Combustível Fó ssil
Fig. 22.12
Geothermal Energy in California
Fig. 22.14
Recursos Recursos MineraisMinerais
Native Gold on Quartz
Fatores de concentraç ão econô mica de alguns elementos de importância comercial
* Fator de concentraç ão = abundância em depó sito dividido pela abundância crustal
Table 22.1
Fig. 22.15
Quantidade de metais primários e reciclados utilizados no os E.U. from 1960-2000
Hidrotermais Depó sitos Hidrotermais Depó sitos MineraisMinerais
• Depó sitos hidrotermais: minerais depositados a partir de águas quentes, normalmente associados a intrusões ígneasEstes fluidos carregam “ íons de baixa temperatura", quando os fluidos esfriam (perto da superfície), a solubilidade diminui e minerais com Pb, Fe, Hg, Cu, Zn, Ag, Au, etc, são precipitadas
Fig. 22.16
A água subterrânea, ao percolar pelas fendas epela rocha fraturada dissolve ó xidos e sulfetosmetálicos. Aquecida pelo magma, ela sobe.precipitando os minérios metálicos em juntas.
Fig. 22.16
Muitos depó sitos de minérios são encontrados como veios hidrotermais formados a partir de soluç ões quentes queascendem de intrusões magmáticas. Depó sito de veio de quartzo (com cerca de 1 cm de espessura) contendo minérios de ouro e deprata
Fig. 22.16
Fig. 22.17
Alguns sulfetos metálicos Minerais *
* * Sulfetos são os mais comuns dos minérios metálicos
Fig. 22.18
Alguns minérios de cobre
Fig. 22.19
Mina de Cobre deKennecott, Utah (EUA), uma mina a céu aberto.A mineraç ão a céu aberto é umtípico método utilizado para a extraç ão de depó sitos de minérios muito disseminados.
Fig. 22.20
Cromita(miné rio de cromo, faixasescuras) num corpo intrusivoestratiforme. Complexo deBushveldt, África do Sul.
Fig. 22.21
Camadas pré -cambrianas de ferro bandado. As camadas cor-de-ferrugem são de limonita, intercaladas comhematita e snex. Hamersley, Austrália.
Fig. 22.22
Grandes quantidades de minérios sulfetados são encontradas em centros de expansão nas dorsais mesoceânicas.1. água do mar fria percola atravé sdas rochas vulcânicas fraturadas emdorsais mesoceânicas e é aquecidaquando atinge a câmara magmáticalocalizada abaixo.
2. O fluido quentelixivia os metaisda rocha basálticae ascende até oassoalho oceânico.
3. Quando o fluido quente aflorano fundo do oceano frio, osmetais que ele está carregandoem soluç ão precipitam comovaliosos sulfetos de ferro, zinco,cobre e outros miné rios.
Fig. 22.23
Papel da tectô nica de placas no controle da distribuiç ão de depó sitos de minério
Fig. 22.24
Nó dulos de Nó dulos de manganês do manganês do fundo ceânicofundo ceânico
~7.5 cm
* May contain * May contain up to 20% Mgup to 20% Mg
Fig. 22.25
Localizaç ão de alguns dos principais depó sitos de miné rios. AsConcentraç ões situam-se nos limites de placas e em plataformas submarinas. As áreas em cinza delimitam zonas econô micas do oceano adentro até o limite
de 200 milhas náuticas..