IntroduoIntroduoIntroduoIntroduoaos aos aos aos GasesGasesGasesGases

CombustCombustCombustCombustveisveisveisveis

SENAI SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIALDEPARTAMENTO REGIONAL DO RIO GRANDE DO SUL

CONSELHO REGIONALPresidente NatoFrancisco Renan O. Proena Presidente do Sistema FIERGS

Conselheiros Delegados das Atividades Industriais - FIERGS

Titulares Suplentes

Manfredo Frederico Koehler Deomedes Roque TaliniAstor Milton Schmitt Arlindo PaludoValayr Hlio Wosiack Pedro Antonio G. Leivas Leite

Representantes do Ministrio da Educao

Titular SuplenteEdelbert Krger Aldo Antonello Rosito

Representante do Ministrio do Trabalho e Emprego

Titular SuplenteNeusa Maria de Azevedo Elisete Ramos

Diretor de Departamento Regional do SENAI-RSJos Zorta

DIRETORIA REGIONAL DO SENAI-RSJos Zorta Diretor RegionalPaulo Fernando Presser - Diretor de Educao e TecnologiaSilvio S. Andriotti - Diretor Administrativo-Financeiro

3SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIALCEP SENAI NILO BETTANIN

STEFAN NICOLAS RICHETTI PAUNESCU

IntroduoIntroduoIntroduoIntroduoaos aos aos aos GasesGasesGasesGases

CombustCombustCombustCombustveisveisveisveis

Esteio

Setembro de 2003

4INTRODUO AOS GASES COMBUSTVEIS 2003, SENAI-RS

Trabalho organizado por tcnico do Centro de Educao Profissional SENAI NiloBettanin, sob a coordenao, orientao e superviso da Unidade de Negcios emEducao Profissional da Diretoria de Educao e Tecnologia do DepartamentoRegional do SENAI-RS.

Coordenao Geral Paulo Fernando Presser DET

Coordenao Tcnica Jaures de Oliveira DET/UNEP

Coordenao Local Viviane M. H. Lovison CEP SENAI Nilo Bettanin/Ncleo de Tecnologias do Gs

Elaborao Stefan Nicolas Richetti Paunescu CEP SENAI Nilo Bettanin/Ncleo de Tecnologias do Gs

Colaboradores Adieci Vigannico da SilvaMarcus Vincius do Prado Jr.

CEP SENAI Nilo Bettanin/Ncleo de Tecnologias do Gs

Reviso lingstica egramatical Regina Maria Recktenwald ConsultoraNormalizaobibliogrfica Mara Neide Emmanuelli CEP SENAI Nilo Bettanin

Produo grfica CEP SENAI de Artes Grficas Henrique d' vila Bertaso

SENAI Departamento Regional do Rio Grande do SulAv. Assis Brasil, 8787 Bairro Sarandi91140-001 Porto Alegre, RSTel.: (51) 3347-8697 Fax: (51) 3347-8813 e-mail: unep@dr.rs.senai.br

SENAI Instituio mantida e administrada pela Indstria.

A reproduo total ou parcial desta publicao por quaisquer meios, seja eletrnico, mecnico, fotocpia degravao ou outros, somente ser permitida com prvia autorizao, por escrito, deste Departamento Regional.

P 333i PAUNESCU, Stefan Nicolas Richetti. Introduo aosgases combustveis. Esteio: CEP SENAI NiloBettanin, 2003. 88 p. il.

1. Combusto de gs I. Ttulo

CDU - 662.612.31

5SUMRIO

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... 7

APRESENTAO .................................................................................................. 9

1 GASES COMBUSTVEIS .......................................................................... 111.1 O QUE SO? ............................................................................................. 111.2 HIDROCARBONETOS ............................................................................... 121.2.1 Hidrocarbonetos saturados .................................................................... 121.2.2 Hidrocarbonetos insaturados ................................................................. 121.3 GS COMBUSTVEL ECOLGICO ........................................................ 141.4 RESERVAS MUNDIAIS E BRASILEIRAS DE HIDROCARBONETOS ..... 151.5 COMO SE FORMAM O PETRLEO E O GN? .......................................... 151.6 EXPLORAO ........................................................................................... 171.7 PERFURAO .......................................................................................... 191.8 PRODUO ............................................................................................... 211.8.1 Produo primria .................................................................................... 221.8.2 Produo secundria ............................................................................... 22

2 GS NATURAL ......................................................................................... 252.1 PROCESSAMENTO E MANUFATURA DO GN ........................................ 252.2 RESERVAS MUNDIAIS DISTRIBUIDAS POR CONTINENTES ................ 302.3 PRODUO MUNDIAL ............................................................................. 312.4 TRANSPORTE ........................................................................................... 312.5 DISTRIBUIO .......................................................................................... 352.6 APLICAES DO GS NATURAL ............................................................ 372.6.1 Os diversos mercados do GN ................................................................. 382.7 GS NATURAL NA MATRIZ ENERGTICA BRASILEIRA ....................... 41

3 GS LIQUEFEITO DE PETRLEO .......................................................... 433.1 DEFINIO ................................................................................................ 433.2 PRODUO E ESPECIFICAO ............................................................. 443.3 ARMAZENAMENTO, TRANSPORTE E MANUSEIO DO GLP .................. 463.4 UTILIZAO DO GLP ................................................................................ 50

4 FSICA DOS GASES .................................................................................. 514.1 NATUREZA MOLECULAR DOS GASES .................................................. 514.2 PROPRIEDADES DOS GASES ................................................................. 514.3 AS LEIS DOS GASES ................................................................................ 524.3.1 Lei de Boyle-Mariotte ............................................................................... 524.3.2 Lei de Charles ........................................................................................... 53

64.3.3 Lei de Gay-Lussac .................................................................................... 534.3.4 Equao de estado para gases ideais .................................................... 534.4 CONCEITOS FUNDAMENTAIS ................................................................. 554.4.1 Presso ..................................................................................................... 554.4.2 Temperatura .............................................................................................. 594.4.3 Vazo ......................................................................................................... 624.4.4 Perda de carga (ou queda de presso)................................................... 634.5 PROPRIEDADES FSICO-QUMICAS DO GN E GLP ............................... 644.5.1 Densidade relativa .................................................................................... 654.5.2 Cor, odor, sabor ........................................................................................ 674.5.3 Toxidez ...................................................................................................... 674.5.4 Ponto de ebulio .................................................................................... 674.5.5 Temperatura de ignio ........................................................................... 684.5.6 Relao ar/gs (ar terico) ...................................................................... 684.5.7 Limites da inflamabilidade ...................................................................... 694.5.8 Poder calorfico ........................................................................................ 694.5.9 Principais contaminantes do GN ............................................................ 704.5.10 Comparao de algumas propriedades entre gases combustveis .... 70

5 NOES DE SEGURANA APLICADA A SISTEMAS A GS ............... 735.1 ACIDENTES DO TRABALHO .................................................................... 735.1.1 Conceito legal............................................................................................ 735.1.2 Princpios de segurana .......................................................................... 735.1.3 Anlise dos acidentes .............................................................................. 735.1.4 Causas dos acidentes .............................................................................. 735.1.5 Atitudes pr-ativas ................................................................................... 745.2 EQUIPAMENTOS DE PROTEO ........................................................... 745.2.1 Equipamentos de proteo coletiva ....................................................... 755.2.2 Equipamentos de proteo individual .................................................... 755.3 RISCOS NO MANUSEIO DE GASES COMBUSTVEIS ........................... 765.4 FONTES POTENCIAIS DE IGNIO ........................................................ 785.5. NOES BSICAS DE PREVENO E COMBATE A INCNDIOS ....... 795.5.1 Transmisso de calor .............................................................................. 795.5.2 Classes de incndios ............................................................................... 805.5.3 Processos de extino do fogo .............................................................. 815.5.4 Equipamentos de combate a incndios ................................................. 825.6 REALIZAO DE ATIVIDADES EM AMBIENTES SUJEITOS A

VAZAMENTO DE GS .............................................................................. 835.7 NORMAS REGULAMENTADORAS .......................................................... 83

REFERNCIAS ...................................................................................................... 85

7LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Reservas mundiais e brasileiras......................................................... 15Figura 2 - Formao do petrleo e do gs natural .............................................. 15Figura 3 Sismologia (a) terrestre (b) martima .................................................. 18Figura 4 Perfurao para extrao de petrleo e gs ....................................... 20Figura 5 Plataforma terrestre (a) e martima (b) ............................................... 21Figura 6 Formao de gs e petrleo ............................................................... 22Figura 7 Bombeamento de um poo de petrleo .............................................. 23Figura 8 Gs associado e no-associado ......................................................... 25Figura 9 Esquema de produo de uma UPGN ............................................... 30Figura 10 - Reservas mundiais.............................................................................. 30Figura 11 - Produo mundial................................................................................ 31Figura 12 Gasoduto ............................................................................................ 32Figura 13 Gasbol ................................................................................................ 34Figura 14 Mapa das empresas distribuidoras de gs natural no Brasil .............. 36Figura 15 Ilustrao do movimento das molculas de gases ............................. 51Figura 16 Representao de slidos, lquidos e gases ...................................... 52Figura 17 Demonstrao do conceito de presso .............................................. 55Figura 18 Diferentes quantidades de gs em volume iguais .............................. 57Figura 19 Gs ocupando um volume pequeno ................................................... 58Figura 20 Escalas Celsius (a) e Fahrenheit (b) ................................................... 60Figura 21 Relao de escala Kelvin com escala Celsius.................................... 61Figura 22 Relao entre escala Fahrenheit e escala Rankine .......................... 61Figura 23 O fluxo do gs ..................................................................................... 62Figura 24 Relao ar/gs natural ........................................................................ 69Figura 25 Explosmetro porttil ........................................................................... 77Figura 26 - Tringulo do fogo ................................................................................ 79Figura 27 Incndios Classe A ............................................................................. 80Figura 28 - Incndios Classe B ............................................................................. 81Figura 29 Incndios Classe C ............................................................................. 81Figura 30 Incndios Classe D ............................................................................. 81Figura 31 - Tringulo do fogo ................................................................................ 82Figura 32 Tringulo do fogo ................................................................................ 82Figura 33 Tringulo do fogo ................................................................................ 82

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9APRESENTAO

Esta disciplina do curso de Operador-Mantenedor de Sistemas a Gs tem afinalidade de familiarizar o aluno com o gs combustvel. Aqui so apresentados osprincipais gases combustveis, com nfase no gs natural (GN) e no gs liquefeitode petrleo (GLP). Estudam-se informaes sucintas sobre a origem, processos deproduo, transporte e distribuio do GN e do GLP, bem como sua composioqumica, abordando tambm aspectos relacionados s suas principais propriedadesfsicas e a algumas caractersticas de sua combusto. Acrescenta-se, ainda, brevediscusso a respeito das aplicaes do GN e GLP e de suas perspectivas em termosde sua utilizao no Brasil.

Assuntos relacionados segurana com o manuseio de gases combustveis tambmso abordados com o intuito de ir gradativamente acostumando o operador desistemas de combusto de gs a tomar posturas que evitem acidentes e a seguirnormas de segurana.

A base deste trabalho foi compilada a partir do material elaborado pelos professoresdo Centro de Tecnologias do Gs (CTGS) RN, alm de algumas apostilasformuladas por outras unidades do SENAI, atravs de pesquisas realizadas emalguns sites da rea tcnica na internet e em catlogos de fabricantes.

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1 GASES COMBUSTVEIS

1.1 O QUE SO?

Gases combustveis so aqueles utilizados para produzir energia trmica atravs desua queima. Os gases combustveis mais usados hoje em dia so o GLP (gsliquefeito de petrleo, conhecido popularmente como gs de cozinha), o gsacetileno (empregado nos maaricos), o hidrognio e, mais recentemente no Brasil,o gs natural (GN), cuja produo e consumo no Pas vm sendo estimulados. Asrazes para o incentivo ao uso do GN so de ordem econmica, e tambm devido grande presso ambientalista da sociedade, pois proporciona uma queima limpa(menos poluente que qualquer outro combustvel fssil).

Os gases GLP e GN so considerados combustveis fsseis, porque se originam dadecomposio de organismos em camadas rochosas no subsolo. O GLP derivadodo petrleo; assim, obtido aps o fracionamento (destilao) do petrleo nasrefinarias. O GN, por sua vez, extrado diretamente de reservatrios, onde seencontra acumulado em rochas porosas, freqentemente acompanhado porpetrleo. J o acetileno resultado da reao qumica entre o carbureto (CaC2) e agua.

Os gases combustveis so usados em detrimento dos combustveis lquidos (leo,por exemplo) e slidos (carvo e lenha) em funo de sua combusto mais limpa edo controle muito mais preciso e exato sobre o processo de combusto.Logicamente, a utilizao desses combustveis est atrelada, antes de mais nada,ao custo que representa para a unidade, porm, como em todas as reas industriais,o que se deve levar em conta a relao custo/benefcio que a utilizao deste oudaquele combustvel representa no oramento geral.

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1.2 HIDROCARBONETOS

Hidrocarbonetos, como o prprio nome sugere, so substncias qumicas compostasapenas por carbono e hidrognio. A maior fonte de hidrocarbonetos existente nomundo o petrleo, que constitudo basicamente por esses elementos.

Os hidrocarbonetos so utilizados basicamente na indstria qumica e petroqumica,sendo seu processamento a base do mundo industrial moderno. Infinitos polmeros,compostos sintticos, leos lubrificantes, solventes e uma infinidade de outrosprodutos manufaturados so produzidos a partir dos hidrocarbonetos.

A aplicao dos hidrocarbonetos qual se deter o presente estudo baseia-se nautilizao desses compostos como combustveis geradores de energia.

Pode-se classificar os hidrocarbonetos em saturados e insaturados. Os compostossaturados so aqueles que possuem apenas ligao simples entre os tomos decarbono, e os insaturados, os que possuem ligaes duplas ou triplas. Resume-sede forma bastante simples a classificao dos hidrocarbonetos.

1.2.1 Hidrocarbonetos saturados

Parafnicos cadeias retilneas com ligaes simples, tambm chamados dealcanos.

Naftnicos cadeias fechadas (cclicas) com ligaes simples. Fazem parte doscicloalcanos.

1.2.2 Hidrocarbonetos insaturados

Aromticos cadeias fechadas que apresentam ligaes duplas e simplesalternadas.

Olefinas cadeias retilneas com ligaes simples; chamados de alcenos.

Acetilnicos cadeia carbnica retilnea com ligao tripla; chamados de alcinos.

A nomenclatura dos hidrocarbonetos fornece grande quantidade de informaessobre o composto que se est analisando: a quantidade de tomos de carbono queconstitui o hidrocarboneto; se o composto saturado ou insaturado; o tipo, a posioe a quantidade de insaturaes (ligaes duplas ou triplas); se a cadeia carbnica simples ou cclica; se possui ramificaes e algumas outras caractersticas menosimportantes.

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Os nomes dos hidrocarbonetos informam primeiramente o nmero de tomos decarbono e o tipo de ligao entre eles. A quantidade de carbono fornecida peloprefixo, que feito da seguinte maneira:

1 carbono (C) = met 5 carbonos (5C) = pent2 carbonos (2C) = et 6 carbonos (6C) = hex3 carbonos (3C) = prop 7 carbonos (7C) = hept4 carbonos (4C) = but

Ento, os nomes dos hidrocarbonetos sempre iniciam com um desses prefixos,indicando o nmero de carbonos existentes na cadeia carbnica principal.

O sufixo informa o tipo de ligao entre os tomos de carbono da seguinte maneira:

ligao simples = ...ano

ligao dupla = ...eno

ligao tripla = ...ino

Portanto, o sufixo do nome dos hidrocarbonetos informa sobre a saturao ouinsaturao do hidrocarboneto. s vezes, o nome do hidrocarboneto vem precedidode nmeros e outros nomes. Os nmeros e as outras terminaes servem paraindicar a posio de ramificaes e insaturaes na cadeia carbnica principal.Quando o composto cclico, seu nome vem precedido da palavra ciclo.

Abaixo encontram-se alguns exemplos de hidrocarbonetos e suas estruturasmoleculares:

Tabela 1 Alcanos

Nmero decarbonos Prefixo Composto

1 C Met Metano CH42 C Et Etano C2H63 C Prop Propano C3H84 C But Butano C4H105 C Pent Pentano C5H126 C Hex Hexano C6H147 C Hep Heptano C7H16

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Tabela 2 Alcenos

Nome Frmula qumica Frmula estrutural

Eteno C2H4 CH2 = CH2

Propeno C3H6 CH2 = CH - CH3

Buteno C4H8 CH2 = CH2 - CH3

Penteno C5H10 CH2 = CHCH2CH2CH3

Tabela 3 Alcinos

Nome Frmula qumica Frmula estrutural

Etino ou acetileno C2H2 CH CH

Propino C3H4 CH C - CH3

Butino C4H6 CH C - CH2CH3

Pentino C5H8 CH C - CH2CH2CH3

1.3 GS COMBUSTVEL ECOLGICO

So inmeras as vantagens econmicas do uso do GN e do GLP, porm a maiorcontribuio a melhoria dos padres ambientais. Ao substituir, por exemplo, alenha, o gs reduz o desmatamento. Principalmente nas grandes cidades, diminuigrandemente a emisso de compostos de enxofre e particulados, sem gerar cinzasou detritos poluentes oriundos da utilizao de outros combustveis.

Esses dois gases so os combustveis mais ecologicamente corretos de que sepode dispor, em escala compatvel com a demanda consumida.

No produzem SOx (gerador da chuva cida). Reduzem (40%) NOx (que destri a camada de oznio). Reduzem a emisso de CO2 (gerador do efeito estufa). Apresentam combusto isenta de poeiras e cinzas (particulados).

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1.4 RESERVAS MUNDIAIS E BRASILEIRAS DE HIDROCARBONETOS

As reservas mundiais e brasileiras comprovadas de hidrocarbonetos combustveis,conforme Cedigaz (janeiro de 1997), esto demonstradas na Figura 1, a seguir,porm estas reservas so periodicamente reavaliadas em virtude de novaspesquisas, sendo ento o volume real mundial muito maior do que se conheceatualmente.

Fonte: CEDIGAZFigura 1 Reservas mundiais e brasileiras

1.5 COMO SE FORMAM O PETRLEO E O GN?

Atualmente acredita-se que o petrleo, juntamente com o GN, se formam a partir dematria orgnica, de restos de plantas e animais que morreram cujos corpos estodecompostos. Os processos de eroso levaram esses restos biolgicos rios abaixo esobre as linhas de contorno da costa, onde foram depositados junto com lama e lodo(Fig.2). Com o passar do tempo foram cobertos, aumentando a quantidade dossedimentos, e gradativamente foram comprimidos pelo peso das camadassedimentares.

Fonte: GEOLOGIA DO PETRLEOFigura 2 Formao do petrleo e do gs natural

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Mais tarde, o material que originalmente continha os restos biolgicos tornou-serocha sedimentar. Hoje, as rochas sedimentares como arenito, xisto e dolomita estoonde freqentemente so encontrados os depsitos de petrleo. As jazidas maisnovas tm cerca de 10 milhes de anos, enquanto as mais antigas possuem cercade 400 milhes de anos.

Eventualmente, os materiais orgnicos transformam-se em produtos de petrleodevido intensa presso e calor nas formaes de rocha e na presena de bactriasanaerbias. Denominam-se rochas geradoras aquelas potencialmente capazes deter permitido a gerao de petrleo no s pela constituio, idade geolgica,espessura e extenso das camadas, mas tambm pelo ambiente onde se forma ocontedo orgnico.

O leo e o gs migram pelos poros das rochas sedimentares para a superfcie daterra devido presso qual so submetidos. Se o gs alcana a superfcie, disperso na atmosfera; leos leves eventualmente tambm evaporam.Freqentemente, porm, os produtos de petrleo nunca vo at a superfcie; muitasvezes so aprisionados embaixo dela por camadas de rochas impermeveischamadas formaes capeadoras, que se formaram sobre a rocha sedimentar queos produziu. Quando isso ocorre, o petrleo vem a se armazenar em verdadeirosbolses dentro do subsolo, que so conhecidos por trapas ou armadilhas.

As camadas de rocha que retm os depsitos so impermeveis, moldadas emcpulas, como bolsas. A camada que retm o gs e o leo chamada dereservatrio. Como o gs e o leo se movimentam para cima pelas camadaspermeveis de rocha, eles deslocam a gua do mar que tambm foi apanhada nascamadas de rocha sedimentar. Quando o leo e o gs alcanam a camada derocha, cessa seu movimento ascendente e separam-se um do outro. Se secolocassem quantias iguais de gs, leo e gua em um vidro, ver-se-ia que eles seseparam naturalmente de acordo com as densidades variadas. fcil ver o mesmoprocesso pondo-se leo vegetal e gua em um vidro.

Porm, nem toda a gua se separa do petrleo, sendo necessrio um processo deseparao. difcil conceber a forma com que se apresenta uma jazida de petrleona natureza. No correta a crena popular de que o petrleo seria encontradocomo um lenol, um lago ou mesmo um rio embaixo da terra. Na verdade, ele seacumula nos poros das rochas entre os minerais que as compem.

H determinadas zonas sedimentares na Terra em que as condies se mostraramverdadeiramente favorveis formao de petrleo. Uma das mais ricas a doOriente Mdio, nas proximidades do Mediterrneo, Golfo Prsico, Mar Vermelho,Mar Cspio e Mar Negro. A esto os ricos depsitos do Ir, Iraque, do Sudoeste da

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CEI, da Arbia Saudita e do Kuwait, este um dos menores pases do mundo, comrea de 17.818 km2, est localizado praticamente sobre um campo de petrleo.

1.6 EXPLORAO

Quando as pessoas comearam a procurar por gs e petrleo, o nico modo eraencontrar evidncias de uma formao na superfcie. Isso normalmente levou procura pelo leo que vaza na superfcie do solo. Aquelas pessoas tiveram umapequena idia de como as formaes realmente eram, de seu tamanho e como seformavam. Hoje, os gelogos deram para a indstria muito mais informaes sobre aformao de petrleo e gs, bem como de sua histria; junto com novas tecnologiasque permitem ver' dentro do solo, tais informaes fornecem s companhias deexplorao melhores condies de descobrir gs e petrleo quando perfuram ospoos.

O papel do gelogo na explorao o de quem sabe aproximadamente como seformam os reservatrios e onde sero provavelmente encontrados.

Um dos avanos tecnolgicos mais extraordinrios e efetivos que ajudam o gelogoa encontrar depsitos de gs a Sismologiai, o estudo de como o som, ou as ondasssmicas, se movem pela crosta da Terra. Foi utilizado inicialmente para estudar osterremotos, e ainda hoje o . Porm, tambm demonstrou ser uma ferramentainestimvel para o gelogo estudar as mais baixas camadas da crosta da Terra semperfur-las de fato.

O mtodo ssmico baseou-se originalmente no princpio da propagao de ondaselsticas (vibraes) quando ocorriam terremotos. Na explorao de petrleoutilizam-se pequenas cargas de explosivos (Fig.3a) ou caminhes com sapatas(plataformas hidraulicamente acopladas ao cho) para sensibilizar o solo emitindoondas mecnicas (elsticas) que vibram na direo do interior da Terra. As ondaselsticas, ao atingirem as diferentes camadas de rochas, pela diferena em suaspropriedades fsicas (velocidade de propagao das ondas e densidade das rochasenvolvidas) sofrem reflexes e refraes. As reflexes voltam superfcie, onde soregistradas por transduo de energia mecnica em pulsos eltricos, por receptores(geofones em terra ou hidrofones em gua). Dos receptores os pulsos eltricos sotransmitidos para os sismgrafos, onde so digitalizados em fitas magnticas. Asfontes de vibraes na crosta interagem diferentemente com tipos diferentes derocha, de forma que, a partir das diferentes ondas de vibrao refletidas por umacerta camada de rocha, pode-se fazer segura considerao sobre o tipo de rochaque est presente e, aproximadamente, a que profundidade na crosta pode serencontrada.

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Fonte: NEIVA, Jucy.Figura 3 Sismologia (a) terrestre (b) martima

Em explorao martima (Fig.3b) utilizam-se navios equipados com um arranjo desensores, onde, atravs de um dispositivo que atira ar pressurizado na gua e criavibraes que podem ser medidas pelos sensores, so reproduzidos os mesmosperfis das camadas de rocha que esto abaixo da superfcie.

Recentemente, com a tecnologia de computao, houve grande aumento do valordos dados ssmicos, que permitiu aos gelogos a construo do que conhecidocomo 3-D Ssmico, ou um mapa tridimensional das camadas de rocha abaixo dasuperfcie.

Alm da Sismologia, os gelogos confiam s vezes em informaes relativas spropriedades magnticas das rochas para achar gs e leo. Eles adquirem medidasdas caractersticas magnticas da crosta usando um dispositivo conhecido comomagnetmetro, que pode medir mudanas pequenas no campo magntico da Terra,no nvel da superfcie, que indica que tipo de formaes de rocha poderia estarpresente no subsolo. Originalmente, esta tecnologia era raramente utilizada, pois omagnetmetro poderia inspecionar apenas pequenas reas. Porm, com as novastecnologias, podem ser colocados magnetmetros em helicpteros ou avies.

At mesmo com toda a tecnologia avanada, a nica maneira de assegurar que ogs e o leo sero encontrados perfurar. Porm, atualmente as companhias deexplorao esto realizando o mximo possvel de pesquisas antes de perfurar,porque os custos associados perfurao so altos, e dinheiro perdido quando ospoos resultam secos.

(a) (b)

PROSPECO SSMICA MARITIMAPROSPECO SSMICA TERRESTRE

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1.7 PERFURAO

Por uma razo ou outra, o homem tem cavado na superfcie da Terra desde ocomeo da histria conhecida. Os primeiros poos eram principalmente utilizadospara beber gua ou para a irrigao. Manualmente foram cavados poos rasosprimitivos (em relao profundidade dos poos de gs e leo de hoje); nestaoperao, somente arranhavam a superfcie da Terra, com a uitilizao deferramentas de pedra e madeira que, eventualmente, foram substitudas por outrasde metal, mais eficientes. J em 600 a.C. os chineses utilizaram ferramentas depercusso para cavar poos de sal, e construiam setas de bambu com um pedaode metal para bater nas capas de sal.

Perfurao terrestreUma vez determinado o local e o tamanho do reservatrio (raso ou profundo),determina-se o equipamento a ser usado na superfcie para perfurar o poo. Anatureza das formaes de rocha que devem ser perfuradas tambm fatordeterminante do tipo de equipamento de perfurao a ser escolhido para o poo.

Credita-se aos egpcios o mrito de terem sido os primeiros a usar mecanismosrotativos para perfurar a Terra, e isso em cerca de 3000 a.C. Muito maisrecentemente, em 1500, Leonardo da Vinci desenvolveu um projeto para perfuratrizrotativa, muito semelhante s usadas hoje. Atualmente, cerca de 85% dos poosperfurados usam equipamentos de perfurao rotativos convencionais para cavarpoos profundos.

A Figura 4 mostra o esquema bsico de perfurao. Na superfcie, um sistemacomplexo de tubos, cabos, mquinas, mecanismos de apoio, equipamento delubrificao e talhas controla a rotao da pea debaixo da superfcie, como tambmmantm a pea lubrificada, retirando o material escavado.

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Fonte: NEIVA, Jucy.Figura 4 Perfurao para extrao de petrleo e gs

Debaixo da superfcie, a broca presa a um longo tubo; seu trabalho quebrar ofundo da rocha ou da terra para permitir que o poo progrida mais profundamente nacrosta. Na perfurao de poos profundos com diferentes camadas de rocha, pode-se usar vrios tipos de brocas em um nico poo.

Uma das tecnologias novas, excepcional e produtiva, a perfurao horizontal. Anoo de perfurar poos que no so alinhados verticalmente com a superfcie no nova. Durante anos, as companhias tm empregado a inclinao para perfurarpoos em ngulo com o objetivo de alcanar reas onde no foi possvel colocar asperfuratrizes. A inclinao, ou divergncia na perfurao, tambm utilizadatradicionalmente em locais prximos praia, onde a despesa com plataformasprobe a construo de plataformas mltiplas. Para reduzir custos, perfuram-sevrios poos inclinados a partir de uma nica plataforma, os quais alcanam vriosreservatrios ou campos de leo diferentes. Em alguns casos, pode-se perfurar vinteou mais poos inclinados partindo de uma nica plataforma. leo e gs podem serretirados de um poo at mesmo enquanto continua a perfurao horizontal.

Vlvula desegurana

Mesarotativa

Detalhe da mesarotativa

Tanque de lama

Bomba

Broca

Tubos derevestimento

Bloco decoroamento

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A diferena maior entre plataforma terrestre (onshore) e martima (offshore) a baseonde a sonda colocada (Fig. 5).

O primeiro passo para perfurar um poo martimo estabelecer um mecanismo paraprender a plataforma flutuante ao fundo do oceano, mas, ao mesmo tempo, devepermitir suportar o balano e a oscilao causadas pelas ondas do mar.

Fonte: PERFURAO Fonte: SINDIPETROFigura 5 Plataforma terrestre (a) e martima (b)

O tipo de plataforma varia com respeito profundidade da lmina de gua.

Tambm podem ser usados navios de perfurao para guas profundas. O Brasil pioneiro na tecnologia de perfurao em guas profundas. Atualmente est sendodesenvolvido projeto de pesquisa para perfurao a 3.000 metros de lmina dagua.

1.8 PRODUO

Uma vez que a perfurao entra em contato com uma formao de petrleoprodutiva, importante testar a formao para determinar se a companhia podelucrar com a extrao de gs e leo, bem como sua taxa de extrao. A informaoa ser obtida inclui a profundidade, o tipo de formao, a relao entre gs e leo, aviscosidade do leo e a perspectiva econmica global para o projeto.

A quantidade de lquido que se condensa na superfcie durante o processo deproduo classifica o GN como seco ou mido. O gs seco no apresenta fraolquida nas condies de produo na superfcie, enquanto o gs mido apresentauma frao de lquido condensado, caracterizao importante na especificao dosequipamentos de superfcie que vo explorar o poo.

(a) (b)

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Fonte: NEIVA, Jucy.Figura 6 Formao de gs e petrleo

No passado, os produtores tinham a inteno de extrair o mximo de leo e gs deum determinado poo no menor tempo possvel; hoje d-se muito mais nfase aomximo desempenho do poo ou sua recuperao mais eficiente. A recuperaoeficiente leva em conta o planejamento de produo do poo e o tipo certo deequipamento. Taxas de produo excessivas podem danificar um poo e produzirmenos leo e gs do que ele poderia suprir no final das contas.

1.8.1 Produo primria

a fase de produo feita atravs de foras exclusivamente naturais mecanismosnaturais de produo. Alguns poos apresentam presso interna suficiente para queo leo e o gs fluam livremente, sem necessidade de instalar-se uma bomba. Poosfluentes s requerem uma rvore de natal, que uma srie de vlvulas e tubos superfcie para produzir gs e leo.

A maioria dos poos, porm, exige algum tipo de mtodo de aumento da pressopara a extrao do leo e gs presente nas formaes.

1.8.2 Produo secundria

a fase de produo de petrleo que se apia na aplicao de mtodos deelevao da presso para a recuperao secundria em um reservatrio. Dependede profundos estudos tcnicos e econmicos, com a finalidade de verificar se oacrscimo na produo justificvel, ou no, em proporo ao investimento.

O mtodo de aumento da presso depende da profundidade do poo e de suacomplexidade. O mtodo de aumento mais comum a barra de bombeamento, queenvolve uma bomba de superfcie onde a barra que se move de cima para baixo

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bombeia leo e gs para fora de um poo. A mquina mais comum para uma bombade barra a cabea de cavalo (Fig. 7), bomba ou viga convencional.

Fonte: NEIVA, Jucy.Figura 7 Bombeamento de um poo de petrleo

Existem outros mtodos tambm bastante aplicveis, que se baseiam na injeo,por outra perfurao, de gua ou de gs natural para dentro do poo, fazendo comque nele se eleve a presso.

O processo de produo de leo e de GN deve ser controlado e medido atravs dedispositivos para o controle e medio da vazo. Os dispositivos so necessriospara adequar a vazo de produo aos requisitos impostos por condies demercado, volume disponvel no gasoduto e oleoduto para o escoamento daproduo, segurana operacional e contrato de fornecimento.

O controle da produo feito por equipamentos especficos que se encontram nosequipamentos chamados rvore de natal.

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Aps a extrao do leo e do gs, muitas vezes (como se ver a seguir), o GN deveser separado do petrleo e da gua. Para tal tarefa, instala-se prximo rvore denatal no poo exploratrio um equipamento chamado separadores de leo e gs,que nada mais so do que vasos de presso utilizados para separar a misturaproduzida nos poos de gs em seus componentes lquidos e gasosos. Osseparadores consistem de um vaso metlico por onde entra a mistura gs/leo naparte superior; por movimento ciclone, o gs separado do lquido. O lquido ,ento, acumulado no fundo do vaso, onde, por diferena de densidade, se separa dagua. Aps a separao, o GN segue para as chamadas UPGN Unidades deProcessamento de Gs Natural atravs de gasodutos, e o petrleo, atravs deoleodutos ou navios petroleiros, segue para as refinarias, onde refinado(craqueado), originando grande quantidade de hidrocarbonetos que so utilizadospara uma infinidade de propsitos.

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2 GS NATURAL

2.1 PROCESSAMENTO E MANUFATURA DO GN

A indstria de processamento de gs tem condies de processar GN bruto e torn-lo comercial como forma de energia til para uso em vrias aplicaes.

O processamento de gs envolve a retirada de vapor de gua, partculas e outroscontaminantes. Tambm se retiram os Lquidos de Gs Natural LGN,hidrocarbonetos de peso molecular mais elevado que so utilizados para outrasfunes. O gs natural fica depositado no subsolo de duas formas principais, quedeterminam sua composio: gs associado e gs no-associado.

O gs associado (Fig. 8) encontrado em reservatrios de leo cru, dissolvidonele. retirado dos poos junto com o leo e separado dele na cabea de poo. Noincio da indstria do gs, praticamente todo o gs vinha dos poos de leo.

O gs no-associado ocorre separadamente do leo. Sua produo no dependeda produo de leo cru. chamado comumente de poo-de-gs.

Fonte: NEIVA, Jucy.Figura 8 Gs associado e no-associado

Gs livre

Gs associado

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Aproximadamente 75% de todo o gs natural norte-americano produzido porreservatrios de gs no-associado. No Brasil, as reservas do Nordeste socompostas por 50% de gs associado e 50% de no-associado, o que proporcionamaior flexibilidade da produo, ao contrrio do que ocorre na Bacia de Campos,onde toda a produo de gs associado.

O gs natural produzido tem composio extensamente variada e depende docampo, da formao ou do reservatrio onde produzido.

Tabela 4 Composies tpicas do gs natural, em percentual volumtrico

ELEMENTOS ASSOCIADO1 NO ASSOCIADO2 PROCESSADO3

Metano 81,57 85,48 88,56

Etano 9,17 8,26 9,17

Propano 5,13 3,06 0,42

I-butano 0,94 0,47 -

N-butano 1,45 0,85 -

I-pentano 0,26 0,20 -

N-pentano 0,30 0,24 -

Hexano 0,15 0,21 -

heptano e superiores 0,12 0,06 -

Nitrognio 0,52 0,53 1,20

dixido de carbono 0,39 0,64 0,65

Total 100 100 1001 Gs do campo de Garoupa, Bacia de Campos2 Gs do campo de Miranga, Bahia3 Sada da UPGN - Candeias, BahiaFonte: GsEnergia

A Tabela 4 resume as composies tpicas de gs bruto dos dois diferentes tipos dereservatrio, embora se deva notar que no existe gs natural bruto tpico.

Os componentes principais de gs natural so metano e etano, mas a maioria dosgases contm quantias variadas de outros componentes, como propano, butano,pentano e hidrocarbonetos mais pesados, que podem ser removidos por vriosmtodos de processo.

A funo do processamento do gs comea na cabea de poo, com a produo deleo cru ou GN bruto. O leo cru deve ser estabilizado por remoo do gs e outroscomponentes volteis para facilitar o transporte pelo oleoduto. O gs da cabea depoo deve ser juntado, tratado no campo, comprimido e transportado para umarefinaria central para ser finalmente processado, onde se produz gs de qualidadecomercial.

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O processamento final na refinaria envolve duas operaes bsicas: extrair do fluxo de gs a frao lquida, conhecida como LGN Lquido de Gs

Natural; fracionar os componentes da frao LGN.

A remoo e a separao de hidrocarbonetos individuais atravs do processamentoem refinarias possvel devido s diferenas em suas propriedades fsicas. Cadacomponente tem peso especfico, ponto de ebulio, presso de vapor e outrascaractersticas fsicas diferentes dos demais, o que permite sua separao em umaoperao fsica relativamente simples.

Os produtores descrevem o gs como "rico" ou "pobre" em funo da quantidade decomponentes (hidrocarbonetos) mais pesados encontrados. O gs natural tambmpode conter gua, sulfeto de hidrognio, gs carbnico, nitrognio, hlio ou outroscomponentes que podem ser contaminantes e/ou diluentes.

Raramente o gs natural, quando extrado do poo, satisfatrio para transporte emtubulao ou para uso comercial. O gs natural para sistemas de distribuiocomerciais deve estar quase completamente composto por metano e etano, comumidade e contaminantes removidos ou reduzidos a concentraes muito baixas.Existem exigncias que impem parmetros de especificao requeridas para osistema de produo, processamento e distribuio do gs natural, conforme se vna Tabela 5, a seguir.

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Tabela 5 Especificaes do GN (1) (2) pela PORTARIA ANP n. 104, de 8 de julhode 2002

(1) O gs natural deve estar tecnicamente isento, ou seja, no deve haver traos visveis de partculas slidas e partculaslquidas.

(2) Limites especificados so valores referidos a 273,15 k (0 C) e 101,325 kPa (1 atm) em base seca, exceto o ponto deorvalho.

(3) O poder calorfico de referncia de substncia pura empregado neste Regulamento Tcnico encontra-se sob condies detemperatura e presso equivalentes a 273,15K, 101,325 kPa, respectivamente em base seca.

(4) O ndice de Wobbe calculado empregando o Poder Calorfico em base seca. Quando o mtodo ASTM D 3588 aplicadopara a obteno do Poder Calorfico Superior, o ndice de Wobbe deve ser determinado pela frmula constante doRegulamento Tcnico.

(5) Os limites para a Regio Norte destinam-se s diversas aplicaes, exceto veicular, e para este uso especfico devem seratendidos os limites equivalentes Regio Nordeste.

Fonte: ANP Agncia Nacional do Petrleo

Portanto, todo o gs natural processado de alguma maneira para remover vaporde gua no desejado, e/ou slidos ou outros contaminantes que interferem notransporte ou na comercializao do gs. Alm disso, o gs natural processadopara separar os hidrocarbonetos lquidos que tm valor comercial mais alto, paraserem vendidos como produtos separados.

Os Lquidos de Gs Natural LGN so parte de uma famlia de hidrocarbonetossaturados chamada parafinas. Cada composto tem uma frmula qumica tpica(CnH2n+2), e cada um tem propriedades fsicas distintas.

Os principais Lquidos de Gs Natural incluem:

LIMITE MTODOCARACTERSTICA UNIDADE Norte (5) Nordeste Sul, Sudeste eCentro-Oeste ASTM ISO

Poder Calorfico Superior(3)

kJ/m3

kWh/ m3

34.000 a 38.400

9,47 a 10,67

35.000 a 42.000

9,72 a 11,67D 3588 6976

ndice de Wobbe (4) kJ/m3 40.500 a 45.000 46.500 a 52.500 - 6976

Metano min. % vol. 68,0 86,0Etano mx. % vol. 12,0 10,0

Propano max. % vol. 3,0Butano e outros pesados

max. % vol. 1,5

Oxignio max. % vol. 0,8 0,5Inertes (N2 + CO2)max % vol. 18,0 5,0 4,0

Nitrognio max. % vol. - 2,0

D 1945 6974

Enxofre total max. mg/m3 70 D 5504 6326-5Gs Sulfdrico max. mg/m3 10,0 15,0 10,0 D 5504 6326-3

Hidrocarbonetos lquidos mg/m3 Anotar - 6570Ponto de orvalho de gua

a 1 atm max. C - 39 - 39 - 45 D 5454 -

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Etano: s existe como um lquido sob presses muito altas, 55 kgf/cm2, ou atemperaturas extremamente baixas, em torno de -92,78C. recuperado etransportado em estado lquido ou gasoso, principalmente para uso como insumona fabricao de etileno, o petroquimico bsico mais importante produzido hoje.

Propano: recuperado e manuseado como lquido a presses acima de14,06kgf/cm2 ou a temperaturas abaixo de 42,22C. Seu principal uso comoinsumo para produo de etileno e propileno, bem como GLP e combustvelindustrial.

Butano: recuperado e manuseado como um lquido sob presso moderada. Suaaplicao principal o fornecimento da volatilidade necessria para combustvelde motor a gasolina, como combustvel GLP, puro ou em misturas com propano,e como insumo para a fabricao de etileno e butadieno, sendo o ltimo umingrediente chave para a fabricao de borracha sinttica. Tambm isomerizado para produzir iso-butano.

Gasolina natural: uma mistura de pentanos e hidrocarbonetos mais pesados,com quantias pequenas de butano e iso-butano. recuperada como um lquido,principalmente para uso como um componente de combustvel de motor.

Se o gs contm o sulfeto de hidrognio, gs venenoso e corrosivo, ele removidoe processado para a recuperao do enxofre elementar. A maioria do gs carbnicotambm removida para prevenir a corroso destrutiva e ser injetado nosreservatrios de leo cru para aumento da recuperao. Um pouco de hlio tambm extrado, porm suas propriedades so as de um gs inerte.

Normalmente so exigidos processos adicionais para tratar e condicionar o gsnatural e os LGN. Processar o gs natural pode ser to simples quanto secar o gspassando-o pela camada fixa de um material dessecante, ou pode ser to complexoquanto liquefazer completamente o fluxo total de gs, esfriando-o a temperaturasextremamente baixas.

A extrao dos lquidos mais pesados (C5+) do gs pode ser alcanada pelacompresso simples e esfriamento moderado do fluxo de GN.

Porm, o processamento industrial moderno de gs usa uma variedade deprocessos sofisticados para tratar o gs natural e extrair lquidos de gs natural dofluxo de gs.

O processo de extrao mais importante a absoro, feito em uma UPGN Unidade de Processamento de Gs Natural.

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Fonte: CONPETFigura 9 Esquema de produo de uma UPGN

O passo bsico no processo de absoro, ilustrado pelo diagrama de fluxosimplificado (Fig. 9), a remoo de componentes do LGN do gs natural atravs decontato com um leo absorvedor.

A recuperao lquida aumentada refrigerando-se o leo de absoro. Nveis derecuperao tambm podem ser aumentados baixando-se o peso molecular do leode absoro. Dependendo de condies operacionais, aproximadamente 85% dopropano e essencialmente todos os Lquidos de Gs Natural mais pesados soabsorvidos no leo. As fraes mais leves (metano, etano e algum propano) no sorecuperadas no leo absorvedor, e atravessam a torre absorvedora, sendoaproveitadas comercialmente como gs natural.

2.2 RESERVAS MUNDIAIS DISTRIBUDAS POR CONTINENTES

As reservas mundiais atuais de GN, descritas na Figura 10, so equivalentes a 47%das reservas mundiais de energia de petrleo. Cerca de 40% delas so localizadasnas regies da antiga Unio Sovitica, atual Comunidade dos EstadosIndependentes (CEI), e aproximadamente 33% nos pases de Golfo Prsico.

Fonte: GS natural no mundoFigura 10 Reservas mundiais

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A localizao das reservas longe das populaes dos principais pasesconsumidores sugere que a indstria de gs natural mundial esteja em uma fasede desenvolvimento bem parecida com que esteve nos Estados Unidos da Amricado Norte nos anos 30. O consumo de gs natural est aumentando muito, e aspromessas de agressivo crescimento continuam no futuro imediato.

2.3 PRODUO MUNDIAL

Apresenta-se na Figura 11, a seguir, um panorama da produo do GN nasprincipais regies do mundo (dados de 1996), onde se pode notar que o OrienteMdio, detentor de grande reserva (Fig. 10), no um grande produtor, enquanto aAmrica do Norte, mesmo com poucas reservas, um dos grandes produtores.

Fonte: GS natural no mundoFigura 11 Produo mundial

2.4 TRANSPORTE

Depois que o gs natural bruto processado, passa a um sistema de gasoduto (Fig.12) para ser vendido. A companhia de transporte totalmente separada do produtorou do distribuidor, embora s vezes o transportador venda gs diretamente a seusgrandes clientes.

A maioria dos gasodutos mede, em geral, de 10 a 32 polegadas de dimetro.Quando o gs natural transportado por um gasoduto, transferido a pressesmuito altas (50 a 100 kgf/cm2) para que se reduza o volume do gs e proporcione afora suficiente para empurr-lo pelo tubo.

Para manter o nvel de presso exigido a fim de mover grandes volumes de gs porum gasoduto, o gs precisa ser comprimido periodicamente. Isso exige a instalaode compressores estacionrios a cada 80 a 160 km ao longo do gasoduto. A maioriadeles so classificados como compressores alternativos, pois so acionados por

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uma poro muito pequena do gs natural que flui pelo gasoduto. H 12 estaesque comprimem o gs ao longo do gasoduto Brasil-Bolvia, o GASBOL.

Um dos problemas ambientais clssicos com qualquer tipo de energia que umaporo dela perdida no transporte, isto , da fonte ao destino.

O transporte de gs muito eficiente nesse sentido se comparado a outros recursosenergticos. Apenas aproximadamente 3% da energia do gs que transportado perdida no processo.

Quando se considera a eficincia de um recurso de energia do comeo ao fim, o gsaparece como o mais eficiente. Em comparao com a eletricidade, a distribuio degs natural muito mais eficiente. A companhia energtica entrega menos de 30%da energia para uma residncia, pois mais de 70% da energia eltrica gerada soperdidos entre a gerao e a transmisso das linhas de fora para as casas. Otransporte e a entrega do GN, por sua vez, esto acima de 90% de eficincia.

Fonte: TBGFigura 12 Gasoduto

O sistema de transporte de gs no Brasil composto por mais de 2.300 km degasodutos j existentes, sem incluir as linhas de distribuio locais. Os gasodutosprecisam ser monitorados 24 horas/dia e 365 dias/ano.

Para manter a informao constantemente precisa sobre as vrias sees dogasoduto, as companhias de distribuio e transporte utilizam-se de supervisriosque controlam os sistemas de aquisio de dados, que so computadorizados epermitem aos operadores do gasoduto adquirir informaes das sees distantes dogasoduto e tambm controlar o fluxo de gs nas localidades distantes usandocomputadores que esto ligados a satlites de comunicao e sistemas decomunicao por telefone. Os sistemas no s permitem aos operadores dogasoduto obter informao oportuna, como tambm permitem que os produtores

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tenham acesso a qualquer informao, de forma que possam comprar servios dedistribuio de acordo com o volume atual de gs em um gasoduto.

Outro mtodo empregado pelas companhias de gs para manter os gasodutos emordem o uso de PIGs inteligentes (dispositivos de inspeo robotizado inteligente),usados para inspecionar as paredes interiores do gasoduto a fim de medir acorroso e os defeitos, o dimetro interior de uma seo do tubo, e tambm pararemover material acumulado em uma seo do gasoduto.

Quando um PIG inteligente viaja por um gasoduto, coleta milhares de medidas comseus sensores precisos, que podem ser analisadas e modeladas depois, atravs decomputadores, para mostrar possveis problemas. Embora os gasodutos usemproteo catdica, em muitas sees mais novas ainda encontram problemas decorroso que debilitam algumas partes do gasoduto. So usados PIGs de fluxomagntico para descobrir perda de metal nas paredes do gasoduto e localizarproblemas potenciais sem o custo e o risco do uso de outros mtodos.

A entrega do GN um dos meios mais seguros de distribuir energia para os clientes.Muito disso devido ao fato de o sistema de transporte ser fixo e enterrado. Dadosestatsticos indicam que o transporte de energia atravs de trem ou caminhorepresenta um risco de segurana mais alto que por um gasoduto. De acordo comdados do Departamento Norte-Americano de Transportes, o transporte de gsnatural e de petrleo o mtodo mais seguro de transportar energia. Por exemplo, acorrente eltrica responsvel por mais de 100 mortes/ano durante sua transmissopara a casa. Em contraste, em 1993, o mais recente ano para o qual os dados estodisponveis, foram informadas 14 fatalidades de acidente em gasodutos, de acordocom pesquisas norte-americanas.

GasbolGasbol (Fig. 13) o nome do gasoduto que traz o gs natural boliviano para oterritrio brasileiro. A obra, iniciada em agosto de 1997, resultado de acordo entreBolvia e Brasil assinado pela Petrobrs e pela YPFB Yacimientos PetrolferosFiscales de Bolvia. Com investimentos totais acima de US$ 2 bilhes, o contratoprev fornecimento de gs natural boliviano pelo prazo de 20 anos. A empresaresponsvel pelo transporte do gs em territrio brasileiro, desde o territrioboliviano at as empresas distribuidoras, a TBG Transportadora BrasileiraGasoduto Bolvia-Brasil.

O Gasbol tem traado estratgico em faixa de influncia que responde por 82% daproduo industrial brasileira, 75% do PIB e 71% do consumo energtico nacional. Oempreendimento, j concludo, tem 3.150 km e se estender de Rio Grande, nacidade de Santa Cruz de La Sierra, na Bolvia, at Canoas, no Rio Grande do Sul,

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atravessando cinco Estados, 135 municpios e mais de quatro mil propriedades,somando um total de 2.593 km em territrio brasileiro. O lado brasileiro possuiatualmente quatro estaes de compresso do gs: em Campo Grande (MS),Penpolis (SP), Araucria (PR) e Bigua (SC).

Fonte: GASNETFigura 13 Gasbol

Inicialmente, o Brasil receber 8 milhes de metros cbicos de gs por dia. Ovolume ser aumentado de forma gradativa, com a estimativa de atingir 16 milhesde metros cbicos por dia a partir do 8. ano de funcionamento. Mas o Gasbol, notrecho entre Rio Grande e Campinas, foi construdo com 32 polegadas de dimetro(81 cm), o que permite a demanda futura de 30 milhes de metros cbicos de gsnatural diariamente. O Gasbol ir beneficiar mais de 130 municpios de sete Estadosbrasileiros Mato Grosso do Sul, So Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais, Paran,Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

Tal como est hoje, o Gasbol pode transportar 17 milhes de m/dia de gs naturalboliviano, embora a tubulao esteja dimensionada para 30 milhes de m/dia. Paraatingir a capacidade mxima, so necessrias mais oito estaes de compresso,alm da ampliao de duas das quatro atualmente existentes sem elas no seria

Em operao Em construo Em estudo Bolvia/Brasil

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possvel a manuteno das presses de projeto, 100 bar no trecho Corumb-Replan, e 75 bar nos trechos Replan-Guararema e Replan-Canoas.

A operao do Gasbol est concentrada na Rio de Janeiro, na Central deSuperviso e Controle CSC, por intermdio de Sistema de Superviso, Controle eAquisio de Dados SCADA. Este sistema composto por Controladores LgicosProgramveis CLP, computadores PC com software de superviso e sistemas detelecomunicao via satlite para envio de informaes, dados e comandos entre aCSC e as estaes de compresso, medio e entrega de gs.

Entre outras medidas e sistemas de proteo, destaca-se a utilizao de vlvulas debloqueio a cada 30 km (ao todo so 115 vlvulas de bloqueio automtico), queinterrompero a passagem do gs natural em caso de queda de presso porvazamento.

Presso do gs na rede do gasoduto: trecho Rio Grande (Bolvia) / Paulnia (SP) 100 kgf/cm trecho Paulnia (SP) / Araucria (PR) 100 kgf/cm trecho REPLAN / Guararema (SP) 70 kgf/cm trecho Araucria (PR) / Canoas (RS) 70 kgf/cm

2.5 DISTRIBUIO

Distribuio a entrega de gs natural aos consumidores locais atravs de umarede de distribuio. executada atravs de companhias de distribuio locaismostradas na Figura 14 que vendem o gs para o consumidor final, podendo esteser uma indstria, residncia, estabelecimento comercial ou qualquer outradependncia que queira utilizar o gs.

As empresas de distribuio recebem o gs das transportadoras atravs de CityGate, uma instalao dotada de vrios dispositivos mecnicos e eletrnicos que tempor finalidade transferir o gs natural do gasoduto de transporte rede dedistribuio. Ou seja, o local onde ocorre a transferncia de custdia. Nele serealiza a medio contbil entre a supridora (transportadora), e a distribuidora degs.

A Rede de Distribuio ser dotada de um Sistema de Odorizao junto ao CityGate, de modo a permitir, em caso de vazamento, sua pronta deteco, pois o gsnatural, como j visto anteriormente, inodoro. Com a adio de quantias muitopequenas de mercaptana, um produto composto por enxofre e aroma bastante forte,

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o odor ser o alerta em caso de vazamento. A concentrao de mercaptana ficaentre 16 e 25 mg/m3 (ou ppm).

Fonte: GS ENERGIAFigura 14 Mapa das empresas distribuidoras de gs natural no Brasil

A partir da definio dos consumidores a serem atendidos, do traado e suasextenses, dos critrios de presses mximas e mnimas de operao, das vazesdos consumidores e das caractersticas do gs, faz-se o dimensionamento hidrulicopara a determinao dos dimetros a serem utilizados na Rede de Distribuio.

O dimensionamento mecnico define basicamente a especificao do material e aespessura de parede requerida para os tubos e demais componentes da tubulao,para resistir s presses interna e externa, e tambm o nvel de inspeo das soldasdas juntas dos tubos durante a construo.

O assentamento das tubulaes, em grande parte, acompanha o traado dasrodovias; quando em reas urbanas, so instalados nas ruas a distncias segurasdos limites de propriedades e de redes de gua, esgoto, telefone, eltrica e outras.As tubulaes so em ao carbono API 5L GR B, com espessuras adequadas spresses de operao de cada trecho, e tm revestimento externo anticorrosivo dotipo coal-tar-enamel ou polietileno extrudado de tripla camada.

Localizada nas dependncias do consumidor e instalada pela empresa distribuidora(sem investimento do consumidor), existe uma Estao Redutora de Presso e deMedio ERPM, constituda de filtro, vlvulas reguladoras, vlvula de shutt-off,vlvulas de bloqueio automtico e de alvio, manmetros que tm a funo de

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reduzir a presso do gs e medir a vazo, de acordo com o consumo do cliente parao faturamento.

O gs natural passa pela vlvula de entrada da ERPM, ento filtrado e passa peloregulador, onde a presso reduzida e controlada dentro de limites estabelecidospara a transferncia do gs natural ao consumidor. A quantidade transferida determinada atravs da medio da vazo, da medio da presso e datemperatura.

Para consumidores industriais, geralmente estes dados so transferidos a umcomputador de vazo, onde calculado o volume para as condies de base (20Ca 1 atm).

2.6 APLICAES DO GS NATURAL

O gs natural depois de extrado, processado, transportado e distribudo podeser utilizado largamente em residncias, no comrcio, em indstrias e em veculos ena gerao de energia. Um uso mais nobre para o gs na indstria petroqumica,onde atua como fonte de carbono e hidrognio.

Pode ser usado nas cidades, atravs de redes de distribuio, para consumo emresidncias, bares, hotis e restaurantes, substituindo o gs liquefeito de petrleo.Seu uso residencial e comercial nos pases de clima frio predominantementevoltado para o aquecimento ambiental. J no Brasil quase exclusivo para ocozimento de alimentos e o aquecimento de gua.

Na indstria, o gs natural utilizado como combustvel para fornecimento de calor,gerao de eletricidade e de fora motriz, como matria-prima nos setores qumicos,petroqumicos e de fertilizantes, e como redutor siderrgico na fabricao de ao. Epode, finalmente, ter outras utilizaes menos convencionais, como refrigerao deambientes em aparelhos de ar condicionado, em geladeiras etc.

Na rea de transportes, utilizado como combustvel em nibus, automveis,caminhes etc. Fica armazenado sob presso em cilindros acondicionadosadaptados, como alternativa para a gasolina, lcool ou leo diesel.

A utilizao do gs natural vai representar uma srie de vantagens econmicas paraas empresas se comparada ao leo combustvel: no tem custo de frete rodovirio,garante rpida distribuio, elimina o custo de estocagem, reduz o seguro, diminuicustos de manuteno, adia investimentos em troca de equipamentos, elimina a

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necessidade de instalao e operao de equipamentos de controle de emisses e pago depois de usado.

2.6.1 Os diversos mercados do GN

2.6.1.1 Industrial Utilizado como combustvel, o gs natural proporciona combustolimpa, isenta de agentes poluidores, ideal para processos que exigem a queima emcontato direto com o produto final, como, por exemplo, a indstria de cermica e afabricao de vidro e cimento.

O gs natural tambm pode ser utilizado como redutor siderrgico na fabricao deao e, de formas variadas, como matria-prima: na indstria petroqumica,principalmente para a produo de metanol, e, na indstria de fertilizantes, para aproduo de amnia e uria. Porm, na rea de gerao de energia trmica queencontra sua grande aplicao.

Neste setor especfico, apresenta algumas vantagens e desvantagens:

Vantagens- oferece boa relao custo x benefcio;- possui combusto completa e "limpa", isto , sem emitir agentes poluentes na

natureza;- implica em melhor controle no processo de combusto;- aumenta a vida til dos equipamentos que o utilizam;- diminui os custos com a manuteno e reduz o tempo de parada das mquinas

para manuteno (o que garante continuidade da produo);- possui alto rendimento trmico;- no precisa ser aquecido;- no est sujeito a quedas de energia (que podem causar danos aos

equipamentos, como acontece com a eletricidade);- no precisa ser estocado, o que diminui os custos com armazenamento;- permite o reaproveitamento de reas que eram antes utilizadas para a estocagem

de combustvel;- oferece menos riscos de combusto (com isso, reduz os custos com seguro);- s pago aps sua utilizao;- reduz o movimento de caminhes nas fbricas e- evita despesas com frete rodovirio.

Desvantagens- readequao das instalaes para tornar possvel a utilizao do gs;- o preo do gs varia em funo do dlar e do preo do petrleo;

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- por enquanto, tem alcance de distribuio reduzido; no atinge todas aslocalidades.

2.6.1.2 Gs residencial/comercial um mercado em franca expanso,especialmente nos grandes centros urbanos de todo o pas. As companhiasdistribuidoras estaduais tm planos de grande ampliao de suas redes, e oaumento do consumo de gs domiciliar demanda investimentos expressivos emconverses e em recebimento e adaptaes nas residncias.

No setor residencial, pode ser utilizado- na cozinha: forno/fogo e geladeira a gs;- no banheiro: com o gs natural pode-se ter gua quente na pia, na banheira e no

chuveiro;- na rea de servio;- na rea de lazer: churrasqueiras, piscina e a sauna;- na climatizao de ambientes.

No setor comercial pode ser utilizado por- padarias- restaurantes e lanchonetes- hotis- shoppings- hospitais e clnicas- supermercados- lavanderias- escolas, clubes e academias esportivas- laboratrios etc.

Os estabelecimentos comerciais podem utilizar o gs natural para vrias aplicaes,incluindo equipamentos como: aquecedores de gua, caldeiras, fornos/foges,secadoras, geradores de energia eltrica, ar-condicionado e refrigeradores commotores a gs.

Vantagens:- fornecimento contnuo (sem necessidade de troca de botijes);- maior rea til disponvel na rea de lazer;- na falta de energia eltrica os equipamentos continuam funcionando;- chama constante e uniforme (maior intervalo na regulagem dos equipamentos);- disponibilidade de gua quente na quantidade e temperatura desejada;- diminuio dos riscos de acidentes (pois o GN no armazenado em cilindros,

como acontece com o GLP gs de cozinha).

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2.6.1.3 Gs veicular No uso em automveis, nibus e caminhes, o gs naturalrecebe o nome de gs veicular, oferecendo vantagem no custo por quilmetrorodado. O GNV um combustvel gasoso, extremamente leve, cujas propriedadesse adaptam bem substituio dos combustveis tradicionais, principalmente lcoole gasolina. Nesses casos, comum que o veculo opere na forma "bicombustvel,podendo utilizar tanto o GNV quanto o combustvel original, de acordo com apreferncia do motorista ou a disponibilidade do combustvel.

Os veculos podem ser fabricados com essa possibilidade de escolha quanto aocombustvel a ser utilizado, ou seja, bi-combustvel, ou podem ser adaptados emoficinas devidamente credenciadas pelo INMETRO, onde sofrem um processo deconverso e passam a contar com a opo de utilizar o GNV como combustvel.

O GNV tambm pode ser usado em motores movidos a leo diesel, quer na formacombinada, que utiliza tanto o diesel quanto o gs, ou substituindo o antigo motormovido a diesel por outro movido apenas a gs. Nesses casos, a converso doveculo mais complexa e tambm mais cara, principalmente se houvernecessidade de substituir o motor original ou de realizar servios de retfica.

Vantagens na utilizao:

- mais barato que os demais combustveis: por ter um custo direto mais baixo,proporciona economia de at 60% em relao a estes;

- reduz os custos com manuteno: a combusto do GNV com excesso de ar muito prxima da combusto completa, inibindo a formao de resduos decarbono no motor, o que aumenta sua vida til e o perodo entre as manutenes;

- sua composio praticamente constante: o GNV um combustvel compostobasicamente por metano; alm disso, por ser totalmente distribudo por tubulaode alta presso desde seu ponto de extrao e no existe qualquer contato com ocombustvel, eliminando possibilidades de contaminao ou adulterao;

- combustvel menos poluente: sua composio qumica permite combustopraticamente completa, liberando apenas dixido de carbono (CO2) e vapordgua; para se ter uma idia do menor impacto ambiental causado pelo GNV, ouso adequado desse combustvel, se comparado aos combustveis tradicionais,pode reduzir as emisses de monxido de carbono (CO) em 76%, de xido denitrognio (NOx) em 84% e de hidrocarbonetos pesados (CnHm) em 88%;

- maior segurana: durante o abastecimento o GNV no entra em contato com o ar,o que impossibilita a combusto e reduz os riscos de acidente; alm disso, oponto de ignio do GNV ocorre em 600C, enquanto o da gasolina e do lcoolno chega a 300C; outro fator de segurana que o GNV mais leve que o ar, eem caso de vazamentos o combustvel se dissipa rapidamente na atmosfera;

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- maior autonomia do veculo: operando bi-combustvel o veculo tem maiorautonomia, uma vez que o cilindro de gs permite rodar uma distncia extra deat 200 km;

- opo de operar com dois tipos de combustvel.

2.6.1.4 Gerao de energia A participao em projetos de usinas termeltricas uma prioridade da Gaspetro e insere-se na estratgia de ao definida para oSistema Petrobrs, pelo Governo Federal, atravs do Ministrio de Minas e Energia,com o objetivo de contribuir para assegurar o suprimento de energia eltrica nosprximos anos. Em turbinas termeltricas, combinado com caldeiras recuperadorasde calor, o gs pode ter dupla funo: gerao de energia eltrica e produo devapor. Esse processo tem o nome de co-gerao e, por sua segurana operacional epela economia, vem sendo utilizado por diversas indstrias no Pas e no mundo.

2.7 GS NATURAL NA MATRIZ ENERGTICA BRASILEIRA

O gs natural representa atualmente no Brasil uma das principais fontes alternativaspara a ampliao da matriz energtica.

Da energia eltrica gerada no Brasil, 93% provem de hidreltricas, pois o Paspossui imenso potencial hdrico. As hidreltricas representaram grande alavanca nodesenvolvimento nacional, pois, alm da gerao da energia, possibilitaram odesenvolvimento da engenharia civil, mecnica e arquitetnica, tornando-sedestaque mundial. Porm, apesar de ser uma fonte de energia limpa, gera algunsinconvenientes, pois as reas inundadas pelas barragens geram problemasecolgicos, mudam o clima da regio, pressionam o solo, modificam o habitat dosanimais locais, alm de se constiturem em grande custo devido construo dabarragem, de turbinas, de geradores e das linhas de transmisso.

As linhas de transmisso tm perdas da ordem de 30 a 40% pois as hidreltricasficam distantes dos centros de consumo da energia (empresas e cidades).

Uma hidreltrica leva de 10 a 15 anos para ser construda, o que, junto com o custo,a torna agora comercialmente invivel com a chegada do gs natural.

Com a capacidade brasileira de gerao hidreltrica perto de seu limite (restriesde custos e restries ambientais), a gerao termoeltrica tem enorme potencial decrescimento, ampliando significativamente o mercado para o gs natural. AsUnidades Trmicas de Energia configuram-se como o principal vetor para alterarradicalmente o perfil de consumo do gs natural do mercado brasileiro. Elas

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potencializam uma demanda adicional de cerca de 11,05 bilhes m3/ano at o anode 2008.

A soluo encontrada para acompanhar o desenvolvimento do crescimento energ-tico est na construo de usinas termoeltricas a partir da queima do GN. Asvantagens decorrentes so grandes: uma termoeltrica pode ser construda em localconveniente (onde passe um gasoduto); pode gerar, alm da energia eltrica,tambm calor para caldeiras (vapor) ou para refrigerao (atravs de chillers); oinvestimento bem inferior ao de uma hidreltrica; seu prazo de construo dedois a trs anos e no gera problemas ambientais.

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3 GS LIQUEFEITO DE PETRLEO

3.1 DEFINIO

O GLP gs liquefeito de petrleo pode ser separado das fraes mais leves depetrleo ou das mais pesadas de gs natural. A presso atmosfrica e a temperaturasnormalmente encontradas no ambiente, um produto gasoso, inflamvel e inodoro. asfixiante quando aspirado em altas concentraes.

A temperatura ambiente, mas submetido a presso na faixa de 3 a 15 kgf/cm2, oGLP apresenta-se na forma lquida. Deste fato resultam seu nome Gs Liquefeitode Petrleo e sua grande aplicabilidade como combustvel, devido facilidade dearmazenamento e transporte a partir de seu engarrafamento em vasilhames.

Para que os vazamentos de gs sejam facilmente identificados, adicionam-secompostos base de enxofre, apenas para dar-lhe um odor caracterstico, sematribuir caractersticas corrosivas.

O GLP um derivado composto de hidrocarbonetos com 3 e 4 tomos de carbonocom ligaes simples entre eles, denominados propano e butano, com frmulasmoleculares C3H8 e C4H10, respectivamente. Tambm ocorrem na composio doGLP hidrocarbonetos com ligaes duplas entre os tomos de carbono, comopropeno (C3H6) e buteno (C4H8), porm em reduzida concentrao, principalmentena corrente de GLP proveniente das refinarias de petrleo.

Devido s caractersticas fsico-qumicas principalmente do butano, o GLP atemperatura ambiente, mas submetido a presses acima de 1kgf/cm2, encontra-seem equilbrio entre dois estados fsicos, que so o vapor e o lquido. Pelo fato de oGLP ser facilmente liquefeito, pode ser transportado em grandes quantidades emespaos reduzidos.

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3.2 PRODUO E ESPECIFICAO

Existem diferentes tipos ou classificaes de petrleo, mas todos so basicamenteuma grande mistura de hidrocarbonetos. H tipos leves e claros como a gasolina,outros marrons ou pretos. Alm disso, essa mistura de compostos orgnicos possui,em proporo bem menor, derivados orgnicos com funes oxigenadas, nitrognioe enxofre. Todos estes compostos combinam-se de forma a possibilitar umainfinidade de compostos distintos.

Os compostos mais pesados e menos volteis do petrleo so hidrocarbonetos demaior peso molecular, graas ao maior nmero de tomos de carbono na molcula,enquanto os compostos mais leves e volteis apresentam menor massa molecular.

O processo de refino do petrleo constitui-se de uma srie de beneficiamentos pelosquais passa o mineral bruto para a obteno de determinados produtos. O refinoconsiste na separao dos compostos da mistura mediante processos de separaoespecficos, em faixas delimitadas, onde certas caractersticas podem serassociadas aos produtos obtidos.

De cada barril de petrleo a refinar, o rendimento em derivados varia de acordo como tipo do petrleo, as condies operacionais e, por ltimo, com os processosutilizados. Por exemplo, petrleos mais leves geram maior quantidade de derivadosleves, como gases combustveis, GLP e gasolina; petrleos pesados geram maisleo combustvel ou asfalto. O objetivo sempre o de atender o mercado nacionalde derivados ao menor custo e em quaisquer circunstncias.

O GLP j antigo conhecido de todos, pois o gs utilizado na maioria dasresidncias para a coco de alimentos e, em menor escala, para aquecimento degua e de ambientes.

Existe limitao na quantidade de GLP produzida a partir do refino de petrleo.Atualmente, com a gama de tipos de petrleo processados e as unidades emoperao nas refinarias brasileiras, aproximadamente 9% do petrleo refinado transformado em GLP. Em 1997, as unidades em operao nas refinarias, somadascom as UPGN, produziram uma mdia mensal de cerca de 325.000 toneladas (t) deGLP, o que fica muito aqum da demanda mdia brasileira, de aproximadamente525.000 t/ms. A diferena, em torno de 40% do consumo, completada a partir deGLP importado.

A opo de aumentar a oferta de GLP simplesmente a partir do aumento dacapacidade de refino no se revela a mais atraente do ponto de vista de custos, umavez que o aumento de 60% da capacidade de refino, necessrio para atender o

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mercado, acarretaria a sobra considervel de outros combustveis, principalmentegasolina e leo combustvel, e a conseqente dificuldade de comercializ-los apreos atrativos. Desta forma, a menos que acontea um rearranjo do perfil deconsumo de derivados no Pas, a importao de GLP se far presente ainda pormuito tempo.

O GLP consumido no Pas provm, em sua maior parte, do refino de petrleo. Aprimeira etapa do processo de refino a destilao atmosfrica. Nela o petrleo aquecido e fracionado em uma torre de destilao, de onde so extrados, porordem crescente de densidade, gases combustveis, GLP, gasolina, nafta, solvente equerosene, leo diesel e um leo pesado, chamado de resduo atmosfrico, extradopelo fundo da torre.

Em seguida, o resduo reaquecido e enviado a outra torre, onde se d ofracionamento a uma presso abaixo da atmosfrica, chamada de destilao avcuo, sendo ento extrados um produto chamado genericamente de gasleo emais uma parcela de leo diesel. O resduo de fundo desta destilao, chamada avcuo, pode ser especificado como leo combustvel ou asfalto, ou at mesmo servircomo carga de outras unidades mais complexas de refino, sempre com o objetivo deproduzir produtos mais nobres do que a matria-prima que os gerou.

O gasleo, por exemplo, serve como matria-prima para o processo decraqueamento cataltico, onde altas temperaturas conjugadas presena decatalisadores qumicos partem as molculas, transformando-o em gasescombustveis, GLP, gasolina e outros produtos. A unidade de craqueamentocataltico fluido, conhecida como FCC, a grande geradora de GLP produzido nasrefinarias brasileiras. Aps tratamento para remoo de enxofre e compresso dosgases, a parte que se liquefaz temperatura ambiente armazenada em esferas edenominada Gs Liquefeito de Petrleo GLP.

Outro processo de onde se extrai parte do GLP consumido no Pas o que ocorrenas Unidades de Processamento de Gs Natural UPGNs, nas quais as fraesmais pesadas do gs so separadas da corrente por processo unitrio de absoro,produzindo GLP e um derivado na faixa da gasolina.

Na especificao do GLP deve-se atender a alguns pr-requisitos. Admitem-seconstituintes mais leves, ou seja, de menor peso molecular, como o etano (C2H6), econstituintes mais pesados, com maior peso molecular, como o pentano (C5H12),desde que:

a presso de vapor a 37,8oC no ultrapasse o valor de 15,0 kgf/cm2, o que limita aquantidade de leves;

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o ponto de ebulio de 95% do volume de gs, a 760 mmHg, no ultrapasse ovalor de +2oC (caracterstica conhecida como intemperismo), o que limita aquantidade de pesados.

A quantidade de enxofre limitada em 0,36 g/m3, o que normalmente s obtido emrefinarias depois que a corrente de gases passa por tratamento especfico.

O GLP comercializado no Pas em quase sua totalidade como uma mistura degases na faixa de hidrocarbonetos com 3 e 4 tomos de carbono, conformeexplicado no item anterior. Entretanto, tambm esto disponveis no mercado seusprincipais gases componentes, em graus de pureza variados:

propano especial: com concentrao mnima de 90% em volume de propano emxima de 5% de propeno;

propano comercial: com concentrao tpica de 90% em volume de propano;

butano comercial: com concentrao tpica de 90% em volume de butano.

O consumo de propano e butano comercial responde atualmente por menos de 1%da demanda total dos gases na faixa do GLP. As aplicaes tpicas desses gases(fornecidos desodorizados) so para pressurizao de aerossis, em substituio aoCFC que agride a camada de oznio da atmosfera e, no caso do propanoespecial, como combustvel para corte e tratamento trmico de metais.

3.3 ARMAZENAMENTO, TRANSPORTE E MANUSEIO DO GLP

A rede de distribuio e comercializao de GLP abastece todos os municpios doPas, e atende cerca de 144 milhes de consumidores, um alcance maior que o darede de abastecimento de energia eltrica.

A forma de comercializao mais comum o engarrafamento em botijes de 13 kgde gs. Estima-se que existam mais de 70 milhes de vasilhames deste tipo emcirculao pelo Pas. Cilindros de 45 kg de gs tambm so largamentecomercializados, principalmente para estabelecimentos comerciais. Tambm podemser encontrados recipientes com capacidades diferentes, mas em nmero muitomenor. A venda de GLP a granel feita em caminhes e vages-tanque.

O Quadro 1, a seguir, ilustra a cadeia de abastecimento do GLP.

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Quadro 1 Cadeia de abastecimento de GLP

ArmazenadorasEmpresas privadas cuja finalidade o recebimento de GLP diretamente degasodutos para armazenamento e posterior distribuio s empresas.

Bases Primrias deAbastecimentos

(BDPs)

Terminais engarrafadores ligados s refinarias ou s armazenadoras porgasodutos.

Bases Secundrias deAbastecimento

(BDSs)

Terminais engarrafadores abastecidos pelas armazenadoras ou pelas(BDPs), sem contato direto com as refinarias.

DepsitosDistribuidores

Estabelecimentos que recebem o GLP engarrafado proveniente de BDPsou BDSs.

Representantes Empresas comerciais credenciadas por cada distribuidora nas cidades emque no haja estabelecimento prprio.

Postos de Venda*Localizados em diversos pontos da cidade, foram criados para atender aosconsumidores que no adquiram o produto do caminho da entregaautomtica. Podem ser abastecidas por uma BDP, BDS, um depsitodistribuidor e at por um repreentante.

Fonte: INDSTRIA de gs no Brasil

A qualidade do GLP comercializado nos postos de distribuio ou nas vendas agranel resultado da ao dos vrios segmentos ao longo da cadeia em que ocombustvel transportado, armazenado e utilizado. Da refinaria ou terminal at oconsumidor final, o GLP percorre um longo caminho, envolvendo processosrelativamente simples de transferncias e armazenamentos. Contudo, para manteras caractersticas originais do produto ao longo do caminho, deve-se ter algumasprecaues.

Um caminho tpico do GLP at o consumidor final o seguinte: o GLP produzido ouimportado fica armazenado em vasos de presso que podem ser esferas, cilindrosou, at mesmo, navios-tanque. Antes de ser transferido para as distribuidoras, oproduto amostrado e certificado, comprovando-se sua adequao especificaode venda. A partir desse ponto, geralmente no h mais controle sistemtico dascaractersticas do produto, razo pela qual se devem observar alguns cuidadosadicionais para que no ocorram problemas.

A transferncia do GLP at o parque de armazenamento da distribuidora, ondetambm fica estocado em cilindros ou esferas, se d por meio de bombeio via dutosou por carregamentos de caminhes ou vages-tanque. Por exemplo, para os gasespropano e butano, comerciais ou especiais, todos os cilindros em que soarmazenados devem ser limpos e apenas utilizados para esta finalidade. Oscaminhes ou vages-tanque tambm devem ser especficos para o servio. Deoutra forma, muito difcil assegurar que a composio do produto no sejaalterada.O GLP comum, por j ser uma mistura de gases, no provoca preocupao. Porm,conforme dito anteriormente, admitem-se nesta mistura pequenas fraes de

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hidrocarbonetos mais pesados que o butano, desde que o intemperismo no exceda+2oC. Armazenamentos sucessivos de GLP sem a realizao de limpeza peridicados vasos podem acarretar um acmulo de fraes pesadas dentro deles e,eventualmente, gerar um GLP fora de especificao. Problema semelhante ocorrenos recipientes de diversas capacidades disponveis no mercado. Eles percorremcontinuamente um ciclo de enchimento e esvaziamento entre o consumidor e oparque da distribuidora. Deve-se prever sua limpeza peridica aps certo nmero dereenchimentos, sob pena de o GLP armazenado ficar contaminado com pesados.

O usurio final tambm tem importante parcela de contribuio a dar no processo.Alm de exigir seus direitos de consumidor, deve informar-se sobre todas ascaractersticas do combustvel, do recipiente que o contm e do equipamento noqual queimado, assegurando-se de que estejam sendo observados todos osprocedimentos corretos de uso, incluindo, principalmente, a adequabilidade docombustvel utilizado finalidade para a qual est sendo aplicado. Por exemplo, se oequipamento prev a utilizao de propano como combustvel, sua substituio porGLP poder trazer problemas queima e, conseqentemente, ao bom desempenho.

As baterias de cilindros de GLP devem ser muito bem dimensionadas quanto demanda mxima de utilizao do sistema. Uma vazo solicitada acima da previstaem projeto provoca grande queda de presso em todo o sistema de distribuio dogs e conseqente taxa elevada de vaporizao de GLP dentro dos cilindros, comgrande perda de calor. Em casos extremos, a temperatura no cilindro pode atingirvalores abaixo do ponto de vaporizao do gs, interrompendo o fornecimento.Deve-se, ento, retirar de operao a bateria de cilindros at que a temperatura serestabelea, substituindo-a pela bateria reserva, caso esteja disponvel. Se oproblema persistir, a nica soluo a ampliao do sistema de fornecimento ou alimitao de uso em horrios de pico de demanda.

A distribuidora de gs deve ser sempre contactada quando existirem dvidas ouproblemas quanto ao fornecimento de GLP. S ela est capacitada a esclareceresses casos ou encaminh-los a pessoa responsvel, que possa efetivamenteresolv-los.

Cilindros de armazenamento de GLPPara atender aos requisitos bsicos de qualidade no GLP, o Brasil precisoudesenvolver questes estruturais, o que levou ao processo de auto-regulamentaodo setor. A pedra fundamental de todo o processo foi o enchimento da prpria marcae a requalificao dos recipientes.

Inicialmente, as empresas engarrafavam qualquer marca de botijo, inviabilizandoinvestimentos maiores na qualidade dos cilindros. Havia cerca de 85 milhes de

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vasilhames misturados em comercializao. Sem investimentos, os botijes ficavamsucateados e sem condies reais de segurana.

O processo de ajuste, iniciado em 1996 com a criao do Comit Nacional deDestrocas e Requalificao e as Cmaras de Compensao de Botijes (centros dedestrocas), em quatro anos imprimiu extraordinrio desenvolvimento ao setor. Aentrada em vigor do Cdigo de Auto-Regulamentao do GLP proibiu as empresasde distribuio de utilizarem botijes de marcas que no as suas para engarrafar oproduto. Essas mudanas tiveram resultados bastante positivos. O primeiro dizrespeito ao consumidor, que pode identificar o responsvel direto por qualquer falha.Para as empresas, fica fcil e garantido o retorno de investimentos na melhoria doproduto, segundo Kandelman, diretor operacional da Minasgs.

Outro item muito importante a ser observado a adequalibilidade dos recipientes norma brasileira NBR 8460 - Recipiente Transportvel de Ao para Gs Liquefeitode Petrleo (GLP) Requisitos e Mtodos de Ensaio, assegurando que estejamcapacitados a resistir s solicitaes mecnicas a que so submetidos.

Os cilindros para armazenamento de GLP so denominados pela capacidade dearmazenamento de propano, por isso so chamados de P-2 (capacidade de 2 kg depropano), P-13, P-90, e assim por diante. A Tabela 6 mostra a denominao dorecipiente em funo da sua capacidade. Ilustra tambm as presses de trabalho,teste e de ruptura do cilindro, bem como suas dimenses.

Tabela 6 Cilindros para GLP

Fonte: MANGELS

Capacidade Presso (bar) Dimenso

Produtos Propano(kg)Butano

(kg)gua(L)

Trabalho(bar)

Teste(bar)

Ruptura(bar)

Externo(mm)

Altura(mm)

Espessura(mm)

P-2 2 2,7 5,5 17 34 85 212 226 2,25P-5 5,0 6,0 12,0 17 34 85 272 335 2,50

P-10 10,0 11,8 24,0 17 34 85 308 520 2,65P-13 13,0 15,4 31,0 17 34 85 360 470 3,00

P-13 LN 13 15,4 31,5 17 34 85 360 510 2,80

P-20 20 23,9 48,0 17 34 85 309 885 2,65P-45 45 53,7 108,0 17 34 68 373 1300 2,65P-90 90 107,5 216,0 17 34 85 555 1215 4,25P-190 190 225,0 452,,0 17 34 68 762 1383 5,00

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3.4 UTILIZAO DO GLP

O GLP vulgarmente conhecido como gs de cozinha, devido a sua principalaplicao como gs combustvel, usado na coco de alimentos, estimada em maisde 90% da demanda brasileira. O GLP tambm utilizado como combustvel paraempilhadeiras nos cilindros P-20. Tem penetrao muito grande em todo o Pas,substituindo, at mesmo, parte da lenha para a coco de alimentos na zona rural.Outras aplicaes, comumente encontradas, so as de combustvel industrial emfbricas, e h sua utilizao no setor agrcola, onde abastecido por meio devendas a granel. O setor de GLP a granel cresceu de maneira significativa nosltimos anos. No incio dos anos 90, seu consumo era menos que 10% do mercado,pois havia pouca normalizao no setor e poucos consumidores, restritos a algunssegmentos. Em 10 anos foram desenvolvidas normas especficas para o setor,houve intercmbio com o mercado internacional, capacitou-se, com maiorquantidade e qualidade de informaes tcnicas, os profissionais da rea deinstalao de tanques e de vendas. Sob este novo quadro, em 2001 as vendas deGLP a granel j correspondiam a 23% do mercado (1.700.000 t/ano).

Para a satisfatria utilizao do combustvel, as baterias de cilindros de GLP devemser muito bem dimensionadas quanto demanda mxima de utilizao do sistema.Uma vazo solicitada acima da prevista em projeto provoca grande queda depresso em todo o sistema de distribuio do gs e a conseqente taxa elevada devaporizao de GLP dentro dos cilindros, com grande perda de calor. Em casosextremos, a temperatura no cilindro pode atingir valores abaixo do ponto devaporizao do gs, interrompendo o fornecimento. Deve-se, ento, retirar deoperao a bateria de cilindros at que a temperatura se restabelea, substituindo-apela bateria reserva, se estiver disponvel. Se o problema persistir, a nica soluo a ampliao do sistema de fornecimento ou a limitao de seu uso em horrios depico de demanda.

Consumidores industriais utilizam-se muitas vezes de vaporizadores de GLP paraadequ-lo operao em temperatura ambiente baixa. Da mesma forma que emsistemas de armazenamento de GLP, o circuito de vaporizao deve serperiodicamente inspecionado e limpo, para que no ocorra acmulo de pesados, aolongo do tempo, em vasos e pontos baixos. O lquido formado pode, eventualmente,ser arrastado at os bicos queimadores, provocando vrios transtornos ao processoindustrial em que esto inseridos.

Preos relativamente baixos do GLP acarretam, em alguns casos, a utilizaoindevida deste combustvel como, por exemplo, combustvel para veculos eutilitrios leves. Essas aplicaes so ilegais e muitas vezes perigosas, devido simprovisaes e falta de regulamentao nos equipamentos que dele se utilizam.

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4 FSICA DOS GASES

4.1 NATUREZA MOLECULAR DOS GASES

Um gs formado por um nmero muito grande de molculas, que estorelativamente afastadas em um espao vazio.

As molculas de um gs esto em movimento contnuo, desorganizado e muitorpido; batem muitas vezes umas nas outras e chocam-se tambm com as paredesinternas do recipiente em que se encontram (Fig. 15). A presso de um gs aconseqncia do choque contnuo das molculas contra as paredes internas dorecipiente, e igual em todas as direes.

Fonte: TECHNICAL UNIVERSITY OF BUDAPESTFigura 15 Ilustrao do movimento das molculas de gases

4.2 PROPRIEDADES DOS GASES

As seguintes propriedades de um gs so importantes para o entendimento de seumecanismo:

Os slidos possuem forma e volume prprio, uma v ez que as molculas que osconstituem esto fortemente unidas por foras intermoleculares, organizadas, nagrande maioria dos slidos, em retculos cristalinos.

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Os lquidos, por suas molculas no estarem organizadas em estruturas definidase no serem fortemente interligadas (possuem mobilidade no meio onde estodispostas), no possuem forma prpria; por esta razo, adaptam-se forma dorecipiente que os contm. Em contrapartida, os lquidos possuem volume definido,independente da presso e da temperatura.

Os gases so o oposto dos slidos, pois no possuem forma definida e volumeprprio. Como j dito anteriormente, esto dispersos no espao, razo pela qual aforma do gs se adapta ao recipiente que o contm, e seu volume fortementedependente da presso e da temperatura que exercida sobre o gs confinadono recipiente.

Fonte: BUENO, Willie et al.Figura 16 Representao de slidos, lquidos e gases

Os gases so capazes de se expandir uniforme e indefinidamente. A expanso limitada apenas pelas fronteiras (paredes) do recipiente que os contm. Estapropriedade chamada difuso.

O gs altamente compressvel, devido ao espaamento entre suas molculas.Molculas gasosas podem ser aglomeradas dentro de um pequeno espao(volume).

A presso de um gs igual em todas as direes.

4.3 AS LEIS DOS GASES

A presso de um gs, que a fora exercida