mestrado integrado em engenharia mecânica energias não...

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Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Energias Não Renováveis:

Combustíveis Fósseis

Coordenador: Teresa Margarida Guerra Pereira Duarte

Supervisor: José Manuel Ferreira Duarte

Monitor: Luís Araújo

Turma: 1MIEM _4

Equipa: 4

Local de realização: FEUP

Período de Realização: 22 de setembro de 2016 a 31 de

outubro de 2016

Data de entrega: 31 de outubro de 2016

Autores:

Carlos Alexandre Nunes Gonçalo Moreira

da Silva

Francisco Ernesto Oliveira del Barco

Baptista

Inês Isabel Gomes Leitão

João Tavares de Barros

Mário Rafael da Silva Ribeiro

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

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Resumo

A realização do presente relatório no âmbito da unidade curricular Projeto FEUP, tem

como objetivo primário, para além do desenvolvimento de diversas capacidades básicas que

um estudante de engenharia deve ter, o aprofundamento do tema: “Energias Não Renováveis:

Combustíveis Fósseis”.

Desta forma, começou-se por definir o conceito energia renovável e seguidamente de

combustível fóssil. Para facilitar esta definição, foi necessária a referência ao modo como os

mesmos são extraídos da Natureza.

Com o objetivo de fortalecer a definição acima indicada, alguns exemplos foram dados.

A partir desta, desenvolveu-se um outro subtema acerca da maneira como cada um destes

exemplos (carvão, gás natural e petróleo) são extraídos bem como alguns processos que

ocorrem após esta extração.

Para concluir e tendo em conta a dimensão e o impacto que este tema tem no meio

envolvente, achou-se indispensável a indicação de alguns impactos quer ambientais.


8

Agradecimentos

A realização do presente relatório só foi possível com o auxílio do monitor Luís Araújo,

que desde do início se disponibilizou em ajudar os estudantes de MIEM do 1º ano da turma 4,

sempre que fosse necessário, fornecendo as informações básicas e essenciais para a realização

deste relatório e ensinando a utilizar diferentes ferramentas que seriam úteis para uma

melhor realização do relatório.

É necessário realçar também a contribuição do Professor José Manuel Ferreira Duarte,

que deu algumas dicas sobre a estruturação do trabalho e esteve sempre disponível para

ajudar a solucionar os diversos problemas.


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Índice

1. Introdução ................................................................................................................... 1

2. Combustíveis Fósseis .................................................................................................... 2

3. Origem dos Combustíveis Fósseis ................................................................................. 2

3.1 Petróleo e Gás Natural .................................................................................................. 2

3.1.1 Teoria Biogénica .................................................................................................... 2

3.1.2 Teoria Abiogénica .................................................................................................. 3

3.2 Carvão............................................................................................................................ 3

4. Extração do Carvão ...................................................................................................... 4

5. Extração de Petróleo e Gás Natural ............................................................................... 6

5.1 Obtenção do Petróleo e do Gás Natural ....................................................................... 6

5.2 Exploração do Petróleo e do Gás Natural ..................................................................... 7

5.2.1 Perfuração direcional ............................................................................................ 9

5.2.2 Perfuração Marítima ............................................................................................. 9

5.2.3 Sondas de Perfuração .......................................................................................... 10

5.3 Extração e Processamento do Petróleo e do Gás Natural .......................................... 11

5.3.1 Completação ....................................................................................................... 11

5.3.2 Extração ou Elevação........................................................................................... 11

5.3.3 Processamento Primário de Fluidos .................................................................... 12

5.3.4 Separação Trifásica .............................................................................................. 13

5.3.5 Tratamento do Petróleo ...................................................................................... 13

5.3.6 Tratamento da água produzida ........................................................................... 13

5.3.7 Tratamento do Gás Natural ................................................................................. 14

5.4 Riscos Ambientais da Extração do Gás Natural ........................................................... 15

6. Impactos Ambientais .................................................................................................. 15

7. Conclusão .................................................................................................................. 18

8. Bibliografia ................................................................................................................ 19


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Índice de Imagens

Imagem 1- Esquema da localização dos combustíveis Fósseis. .................................................... 3

Imagem 2- Origem do Carvão. ...................................................................................................... 4

Imagem 3- Extração do Carvão. ................................................................................................... 5

Imagem 4- Reabilitação da mina. ................................................................................................. 6

Imagem 5- Extração de gás natural pelos países (em metros cúbicos por ano). ......................... 7

Imagem 6- Esquema de uma Torre de sondagem ........................................................................ 8

Imagem 7- Esquema dos tipos de perfuração direcional. ............................................................. 9

Imagem 8- Sondas de Perfuração. .............................................................................................. 10

Imagem 9- Fraturação Hidráulica. .............................................................................................. 12

Imagem 10- Bombeio mecânico com hastes. ............................................................................. 12

Imagem 11- Processamento primário de fluidos. ....................................................................... 12

Imagem 12- Evolução da Temperatura da Terra. ....................................................................... 16

Imagem 13- Evolução das quantidades de CO2.. ........................................................................ 16

Imagem 14 – Morte de Seres Vivos. ........................................................................................... 17

Imagem 15- Derrame de Petróleo. ............................................................................................. 17

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1. Introdução

O uso dos combustíveis fósseis começou principalmente em meados do século XVIII com o

Revolução Industrial. Foi a partir desta época que a economia e o mercado energético

começaram a depender cada vez mais da queima de combustíveis fósseis (carvão, petróleo e

gás natural). O primeiro combustível fóssil que se tornou a fonte de energia mundial mais

importante foi o carvão. Nessa época, o calor gerado na queima destes combustíveis era

utilizado na produção de vapor que movimentava máquinas, locomotivas e navios.(9)

Hoje em dia, a sociedade continua altamente dependente destes, que resultam da

decomposição de matéria orgânica vegetal e/ou animal, quando esta fica sujeita a elevadas

pressões e temperaturas. Contrariamente ao passado, hoje, o combustível fóssil de maior

aplicação comercial é o petróleo.(6)

Devido ao facto deste tipo de combustíveis serem utilizados como fonte de energia são

altamente explorados pelo Homem, e uma vez que são recursos não renováveis o

esgotamento das suas reservas é inevitável e uma das consequências desta situação é o

aumento do seu preço no mercado, porque a oferta é muito menor que a procura.(6)

Para além do impacto económico que os mesmos têm no mundo, também têm impactos

ambientais, como por exemplo: poluição atmosférica através da libertação de gases,

nomeadamente CO2, que contribui para o aumento do efeito de estufa, poluição da água, com

a acidificação da mesma, problemas de saúde, uma vez que a exposição humana a níveis tão

elevados de poluentes leva a resultados adversos para a saúde, nomeadamente asma,

bronquite, doenças cardiovasculares e cancro no pulmão.


2

2. Combustíveis Fósseis

Os combustíveis fósseis são recursos naturais não renováveis, ou seja, estes elementos

encontram-se na Natureza em quantidades limitadas. Os mesmos são produzidos pela Terra a

uma velocidade inferior àquela com que o Homem é capaz de consumir, acabando por se

extinguir e não serem regenerados. Estes formam-se a partir da decomposição de restos

animais e vegetais (matéria orgânica), através da compactação a altas temperaturas e pressões

em rochas sedimentares como o arenito, calcário e o xisto.

Estes combustíveis são ricos em carbono, usados na combustão, logo são utilizados para

produção de energia. A título exemplificativo temos o carvão, o petróleo, o gás natural, o

betume, entre outros. (10)

3. Origem dos Combustíveis Fósseis

3.1 Petróleo e Gás Natural

3.1.1 Teoria Biogénica

O petróleo inclui materiais líquidos (petróleo bruto ou nafta), sólidos (asfaltos ou

betumes) e gasosos (gás natural) em condições de temperatura e pressão normais (10, 11)

Todos estes resultam da deposição de matéria orgânica, como por exemplo o

zooplâncton e algas, em bacias de sedimentação e posterior mistura com os sedimentos que lá

existem, ou seja os mesmos integram-se na rocha-mãe.(6)

Depois ocorre a cobertura desta matéria por sedimentos, formando-se camadas. A

consequente deposição de várias camadas provoca um aumento de pressão e temperatura,

isto é, toda a matéria orgânica lá existente entra em decomposição. Este processo origina a

produção de hidrocarbonetos (composto químico constituído por átomos de carbono e de

hidrogénio.), altamente energéticos – catagénese - provocado pelas altas temperaturas,

pressões e pela escassez de oxigénio. (6)

À medida que a densidade do petróleo e do gás vai diminuindo, tornando-se inferior à

da água presente nas camadas superiores, os mesmos migram através dos poros da rocha-mãe


3

até à rocha armazém (rocha porosa e permeável), onde são acumulados. A camada superior a

esta rocha denomina-se rocha de cobertura que tem a função de impedir que os materiais

produzidos escapem e por esta razão é uma rocha menos porosa e impermeável. (6, 10)

3.1.2 Teoria Abiogénica

Esta teoria explica a origem inorgânica do petróleo, ou seja, defende que

os hidrocarbonetos foram formados juntos com a Terra, no processo de acreção planetária.

(10)

3.2 Carvão

O carvão é originado pela deposição de restos vegetais (matéria orgânica vegetal) -

plantas tropicais e subtropicais dos períodos Carbonífero e Pérmico, no fundo de uma coluna

de água. Estes entram em decomposição, e numa fase inicial originam uma camada chamada

turfa. Devido a fenómenos geológicos e marinhos sobre esta camada, outras camadas de

sedimentos formam-se, provocando um aumento de pressão e temperatura. Por esta razão e

também pela presença de bactérias anaeróbias, a turfa é quimicamente alterada e forma-se

um material cada vez com menos restos vegetais.(6)

O constante aumento de temperatura e de pressão provoca sobre o material um

enriquecimento progressivo em carbono, originando diferentes tipos de carvão, que se

diferenciam, principalmente pela quantidade de carbono, ou seja pelo maior ou menor grau

energético.

Imagem 1- Esquema da localização dos combustíveis Fósseis.(6)


4

Lignite: apresenta um teor de carbono entre os 65% e os 75%, logo encontra-se mais à

superfície, por esta razão sofreu menor pressão. A sua extração é mais fácil e menos

dispendiosa. Quando queimado origina muita cinza.

Carvão Betuminoso: contém betume e apresenta um teor em carbono entre os 60% e

os 80%.

Antracite: contém pouco ou nenhum betume. Cerca de 90% do seu peso total poderá

ser carbono. Este tipo de carvão é formado a elevadíssimas pressões e temperaturas,

isto é, através de fenómenos metamórficos. (6)

4. Extração do Carvão

A exploração deste combustível fóssil tem quatro grandes etapas:

(1) O estudo geológico do local de prospeção

O estudo do local é feito por geólogos e engenheiros geotécnicos. O geólogo é

responsável por definir a forma, o tamanho e a qualidade das reservas de carvão e por criar

um modelo computacional que será utilizado pelos engenheiros para planear e gerir o

processo de extração. Este modelo deverá ter em consideração alguns parâmetros como(12):

• A estabilidade das paredes das minas;

• A calendarização da produção;

• Os efeitos da chuva e das águas subterrâneas;

• A minimização de interrupções na operação;

• A otimização da perfuração e da explosão.

Imagem 2- Origem do Carvão(6).


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(2) A extração da rocha sedimentar

Existem dois principais tipos de minas de extração de carvão: minas de superfície e

minas subterrâneas.(12)

Relativamente a minas subterrâneas, existem dois grandes métodos: Room-and-Pillar

mining e Longwall mining.

Em Room-and-Pillar mining, os depósitos de carvão são explorados escavando uma

rede de salas e deixando pilares para suportar o teto da mina. Estes pilares podem

representar até 40% de toda a reserva de carvão embora, numa fase mais tardia, poderão

também ser utilizados.(12)

Em Longwall mining, é extraído todo o carvão de uma secção do veio, uma “face”. Esta

“face” pode variar em comprimento, normalmente entre os 100 e os 350 metros. Suportes

hidráulicos avançam automaticamente segurando o teto da mina. Quando todo o carvão

for extraído da área, o teto colapsa.(12)

Relativamente às minas de superfície, estas são apenas economicamente viáveis

quando o veio de carvão está perto da superfície.

Este método permite extrair uma maior proporção do depósito do que uma mina

subterrânea. Grandes minas a céu aberto ocupam uma vasta área de vários km quadrados.

As camadas superiores de solo e rocha são retiradas utilizando explosivos e, quando o veio

está exposto, é perfurado, fraturado e extraído em tiras. O carvão é então transportado

em camiões ou cintos transportadores para a fase de processamento. (12)

Imagem 3- Extração do Carvão. (1)


6

(3) Processamento

O processamento do carvão após a sua extração consiste em esmagar a rocha em

trituradoras até obter partículas com menos de 75 milímetros, separar a rocha de diferentes

tamanhos e, por fim, remover impurezas como cinza e enxofre, melhorando o valor de

mercado do carvão. O carvão pode também ser submetido a uma carbonização para remover

o hidrogénio e o oxigénio presentes na rocha de forma a torná-lo mais puro. (12)

(4) Reabilitação da mina

Uma vez terminada a extração deste recurso, procede-se à reabilitação do terreno

utilizado. Especialistas ambientais elaboram um plano específico para a mina em questão que

vise restabelecer a área a um nível natural, permitindo uma revitalização do local utilizado. (12)

5. Extração de Petróleo e Gás Natural

5.1 Obtenção do Petróleo e do Gás Natural

Como muitas vezes se encontram juntos, o processo de obtenção de petróleo e gás

natural é equivalente, divergindo apenas na fase final, após a separação destes. Este apresenta

diversas etapas, no final das quais o petróleo está pronto para ser refinado e o gás natural

apresenta-se em perfeitas condições de ser utilizado pelo consumidor final, ou seja, respeita

Imagem 4- Reabilitação da mina. (1)


7

os padrões rígidos de especificação e se encontra praticamente isento de contaminantes, para

não causar problemas nos equipamentos onde será utilizado. (3)

A primeira etapa é a exploração, que consiste em duas fases. A primeira fase é a

pesquisa e a segunda fase é a perfuração dos diversos poços e a extração do petróleo e do gás

natural. (13)

De seguida, ocorre a segunda etapa, ou seja, o tratamento do petróleo e do gás

natural, que se divide em diversas fases. Estas fases correspondem aos processos físicos e/ou

químicos aos quais o gás deve ser submetido com a finalidade de reduzir o teor dos

contaminantes de forma a respeitar as especificações impostas. (3)

Por fim, ocorre o transporte e a distribuição do gás natural, que representa a terceira

etapa.

5.2 Exploração do Petróleo e do Gás Natural

A procura começa com os geólogos, que estudam a estrutura e o interior da Terra, e que

são capazes de localizar os tipos de rocha suscetíveis de conter depósitos de petróleo e gás

natural. Algumas dessas áreas encontram-se em terra, outras no mar, a grande profundidade

sob o fundo oceânico. Os testes sísmicos têm a função de verificar a existência, em bacias

sedimentares de rochas reservatório (estruturas propícias à acumulação de petróleo e de gás

Imagem 5- Extração de gás natural pelos países (em metros cúbicos por ano). (4)


8

natural). Esta fase representa a pesquisa e engloba-se na primeira etapa da obtenção do gás

natural.(3)

Se um determinado local parecer promissor, um poço exploratório pode ser perfurado

para recolher dados, e descobrir se o reservatório tem uma dimensão suficiente para que a sua

exploração seja economicamente viável. Isto é feito através da instalação de uma torre de

sondagem cuja principal função é orientar o equipamento de perfuração para que este se

mantenha numa posição vertical, e suporte cargas que podem atingir as 500 toneladas. Esta

também terá que aguentar as vibrações produzidas pela perfuração de rochas duras pois, se

isto não acontecer, a torre de perfuração poderá ruir. (3)

A perfuração em si requer uma broca rotativa, estrutura metálica de grande resistência

que possui dentes de aço ou uma coroa de diamantes industriais, que é escolhida consoante a

rocha que se pretende perfurar, o diâmetro do furo e também a profundidade necessária.

O movimento da broca é gerado por um motor e transmitido a esta através de hastes

onde será também injetada uma corrente de lama que tem como propósito manter a

lubrificação e temperatura da broca, transportar fragmentos do solo perfurado para a

realização de testes e estudos necessários e também impossibilitar a saída abrupta de

petróleo, gás ou água no momento em que a jazida é atingida. Caso os dados indiquem que o

local estudado é rentável, mais poços de produção serão perfurados a fim de iniciar a extração

de gás natural. (3)

Imagem 6- Esquema de uma Torre de sondagem(3)


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1. Sistema de sustentação de cargas: Sustenta a coluna de perfuração e as tubagens de

proteção (casing).

2. Sistema de movimentação de cargas: Através de cabos, permite a movimentação da

coluna de perfuração e do casing.

3. Sistema de rotação: Induz a rotação da broca, que contribui para perfurar a formação.

4. Sistema de circulação: Permite a circulação e o tratamento do fluido de perfuração.

5. Sistema de geração e transmissão de energia: A energia, proveniente de motores a

diesel ou energia elétrica, aciona todos os equipamentos da sonda.

6. Sistema de segurança do poço: Permite o controlo e fecho do poço, quando ocorre

um influxo indesejável da formação para o poço.

5.2.1 Perfuração direcional

Dependendo da disposição do terreno poderá ser necessária uma perfuração com uma

orientação diferente da vertical. A perfuração direcional consiste num desvio propositado da

trajetória do poço de forma a alcançar o reservatório. (3)

5.2.2 Perfuração Marítima

Para proceder à perfuração marítima são utilizadas plataformas que podem ser

divididas em duas categorias: As que têm o BOP (Blowout preventer ou em português

preventor de explosão) à superfície como é o caso das fixas, auto-eleváveis, submersíveis e

Imagem 7- Esquema dos tipos de perfuração direcional.(3)


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tension leg; e as flutuantes, cujo BOP se encontra no fundo do mar, que incluem o semi-

submersível e o navio-sonda. (3)

5.2.3 Sondas de Perfuração

As plataformas fixas utilizam-se para o desenvolvimento de campos já conhecidos,

localizados em lâminas de água até 300 metros. São formadas por estruturas de aço instaladas

no local com estacas cravadas no fundo do mar.(3)

As plataformas auto-eleváveis estão normalmente localizadas em lâminas de água que

variam entre cinco e 130 metros. Neste tipo de plataforma, são acionadas estruturas de apoio

que se movimentam para baixo até atingirem o fundo do mar. Em seguida, inicia-se a elevação

da plataforma acima do nível da água.(3)

As plataformas semi-submersíveis utilizam-se para perfuração e produção e consistem

numa estrutura apoiada por colunas em flutuadores submersos (pontoons). A plataforma é

mantida na localização correta através de um sistema de ancoragem constituído por oito a

doze âncoras e/ou correntes que atuam como molas e são capazes de restaurar a posição da

plataforma.(3)

Os navios sonda utilizam-se para perfuração. A torre de perfuração localiza-se no

centro do navio, passando a coluna de perfuração por uma abertura no casco. O controlo do

seu posicionamento é feito através de sensores de posição e os propulsores acionados por

computadores restauram a posição da plataforma.(3)

Imagem 8- Sondas de Perfuração.(3)


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5.3 Extração e Processamento do Petróleo e do Gás Natural

5.3.1 Completação

Para se poder proceder à extração do petróleo e do gás é necessário equipar o poço

para este efeito. Isto é conseguido através de um processo chamado completação.

As principais etapas deste processo são(3):

• Instalação dos equipamentos de superfície - a cabeça de produção é conectada à

cabeça de poço para permitir o acesso ao seu interior;

• Condicionamento do poço - é descida uma coluna de modo a deixar o interior do

revestimento em condições para receber os equipamentos necessários;

• Substituição do fluido do interior do poço por um fluido de completação;

• Avaliação da qualidade da cimentação;

• Canhoneio - perfuração do revestimento, cimento e formação através de cargas

explosivas para permitir o contacto entre o interior do poço e a formação produtora;

• Instalação da coluna de produção;

• Colocação do poço em produção.

5.3.2 Extração ou Elevação

A extração ou elevação corresponde ao fluxo de todos os fluidos (óleo, gás ou água) até à

superfície, situação que pode ocorrer naturalmente, caso estes fluidos se encontrem com uma

pressão elevada dentro do reservatório, ou artificialmente. No caso de ser necessário proceder

à utilização da elevação artificial pode recorrer-se a estes métodos(3):

• Gas lift - quando se introduz gás comprimido na coluna de produção.

• Bombeio centrífugo submerso - aplicado em poços com fluidos de elevada viscosidade

e poços com elevadas temperaturas.

• Bombeio mecânico com hastes - o movimento rotativo de um motor é transmitido

para o fundo do poço através da coluna de hastes, acionando a bomba que eleva os

fluidos produzidos até à superfície.

• Bombeio por cavidades progressivas – aplicado sobretudo na produção de fluidos

com alta ou baixa viscosidade e em poços pouco profundos.


12

Atualmente, uma das técnicas artificiais mais utilizadas na extração de gás natural e

também de petróleo é o Fracking ou Fraturação Hidráulica. Este método consiste na fraturação

da formação rochosa, na qual o fluido de fraturação (mistura de água, areia e diversos

produtos químicos) é injetado a alta pressão, a fim de provocar e alargar fraturas na rocha.

Desta forma, o gás natural é capaz de fluir em direção à superfície através dos diferentes poços

de produção. (3)

5.3.3 Processamento Primário de Fluidos

Imagem 11- Processamento primário de fluidos. (3)

Imagem 10- Fraturação Hidráulica.(3)

Imagem 9- Bombeio mecânico com hastes. (3)


13

5.3.4 Separação Trifásica

Após a elevação do fluido é necessário proceder à separação deste nos seus

componentes, óleo, gás e água. Primeiramente, o fluido choca com defletores à entrada do

separador que alteram a direção do fluido. Depois disso, chega à secção de acumulação de

líquido onde a água fica retida durante alguns minutos no fundo do separador. Esta é separada

do óleo através de um condutor de líquido e as bolhas de gás que permaneceram no óleo são

separadas através de uma chaminé.(3)

Este processo acarreta também alguns problemas como as espumas formadas por

impurezas, que dificultam o controlo de nível de líquido e ocupam um volume que poderia ser

ocupado pelo fluido, a obstrução por parafinas, que provoca bloqueios nos extratores de

névoa na secção gasosa e também nos filtros coalecedores na secção líquida, e a areia

transportada pelo fluido, que provoca erosão de válvulas, obstruções e acumulação no fundo

do separador.(3)

5.3.5 Tratamento do Petróleo

Na produção do petróleo há sempre presença de certas quantidades de água e essa

presença traz algumas desvantagens como a necessidade de maiores instalações de

armazenamento e transferência para a mesma quantidade de petróleo e também porque na

fase de refinação os cloretos de cálcio e de magnésio presentes na água, sob a ação do calor,

geram ácido clorídrico que afeta as torres de destilação e os sais de sódio diminuem a vida útil

dos catalisadores, o que leva a combustíveis inferiores em qualidade.(3)

A separação da emulsão de óleo da água pode ser feita através de:

• Tratamento termoquímico, que quebra a emulsão por aquecimento entre 45 – 60 ºC.

• A aplicação de campo elétrico de alta voltagem que provoca a deformação das órbitas

eletrónicas em torno do núcleo das gotículas de água.

• A aplicação de desemulsificantes tais como co-polímeros de óxido de etileno e óxido

de propileno.

5.3.6 Tratamento da água produzida

A água retirada do dos vários separadores segue para a coluna de desgaseificação

onde será removida a quantidade restante de gás que ainda se encontra no líquido.


14

Posteriormente, será separada do óleo que ainda se encontra na água, através do

hidrociclone onde, devido à diferença de diâmetro das extremidades do hidrociclone o

fluxo é acelerado e a força centrífuga criada leva à saída da água por uma extremidade e

do óleo pela outra.

No final de todos estes processos, quando o teor em óleo foi reduzido aos níveis

exigidos por lei, no caso de uma perfuração marítima a água é enviada de volta ao mar, e

nos campos terrestres é injetada desde que não leve a problemas no reservatório.(3)

5.3.7 Tratamento do Gás Natural

Na maioria dos casos, o gás natural extraído dos poços de produção é composto por

algumas impurezas, que necessitam de ser removidas, a fim de que o gás natural possa ser

utilizado e, por essa razão necessita de passar por um tratamento.

Este tratamento do gás natural é realizado através do condicionamento, que consiste

num conjunto de processos aos quais o gás tem de ser submetido, de maneira a respeitar

as especificações necessárias para poder ser transportado e distribuído.

Um desses processos é a desidratação, que consiste em remover a água. Este processo

promove a corrosão dos equipamentos e induz à formação de hidratos que podem reduzir

a capacidade dos gasodutos.

A dessulfuração é outro processo utilizado para a remoção de compostos de enxofre

através de processos de absorção. O processamento consiste nas operações que

promovem a separação de frações leves do gás (metano e etano denominado gás residual)

das frações pesadas (desde propano até hexano, que apresentam maior valor comercial).

A refrigeração traduz-se na condensação das frações pesadas do gás através da

passagem de um fluido refrigerante. A absorção refrigerada consiste na circulação de gás

em contacto com um óleo de absorção, nas condições de altas pressões e baixas

temperaturas, conseguidas através de um fluido de refrigeração. O processo expansão

Joule-Thompson trata-se da expansão de gás através de uma válvula que provoca um

abaixamento de temperatura que conduz à condensação das frações mais pesadas. (3)


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5.4 Riscos Ambientais da Extração do Gás Natural

Os principais riscos ambientais associados à pesquisa, prospeção e exploração de gás

natural são:

Perturbações causadas nos animais marinhos pelas ondas com alta intensidade

utilizadas nas campanhas sísmicas, quando a exploração é realizada no mar;

Poluição causada pelas descargas da água utilizada na extração e que contêm

substâncias tóxicas e nocivas para o ambiente;

Contaminação dos aquíferos devido à utilização de produtos químicos aquando da

exploração do gás natural;

Poluição atmosférica. A indústria de petróleo e gás natural é considerada a maior

fonte de compostos orgânicos voláteis (um grupo onde se inclui muitos compostos

perigosos para o homem e para o meio ambiente, como o benzeno) e de metano (um

gás de efeito de estufa considerado 20 vezes pior que o dióxido de carbono);

A possibilidade de ocorrer acidentes com graves repercussões ambientais, sociais e

económicas;(14)

Além destes riscos, muitos investigadores já afirmam que a extração de gás natural

utilizando a técnica do “fracking” ou fracturação hidráulica pode provocar sismos.

Para William Ellsworth, sismólogo da Investigação Geológica dos Estados Unidos, não é a

técnica em si, mas a realocação das águas residuais do processo na rocha, que levaram a um

aumento no número de sismos de grande magnitude.

Segundo o estudo de Ellsworth, o aumento da atividade em poços de gás natural altera

o stress em área suscetíveis a sismos, ao elevar a pressão dos fluidos sobre as rochas

subterrâneas, lubrificando as falhas preexistentes e tornando-as mais suscetíveis a

rompimentos e deslocamentos.(15)

Para o investigador, a maioria destes tremores são pequena magnitude, mas alguns

excedem a magnitude 5.0 na escala Richter.

6. Impactos Ambientais

A extração e o uso dos combustíveis fósseis são prejudiciais ao meio ambiente para a

sociedade. Uma das situações mais comuns é a libertação de gases que contribui para o

http://www.sciencemag.org/content/341/6142/1225942


16

aumento do efeito de estufa e posterior degelo do glaciares e subida do nível médio da água

dos oceanos e mares, destruição da paisagem e poluição sonora.

Os impactos e os estragos que estes provocam dependem do combustível em causa. Por

exemplo, a libertação das substâncias gasosas que levam ao aquecimento global é dada em

muito menor quantidade quando se trata do gás natural, verificando-se uma redução de cerca

de 50-60% de CO2 libertado, quando comparado ao carvão. O uso de derivados do gás Natural

nos automóveis não é tão prejudicial para o meio ambiente, como no caso dos derivados do

petróleo. (14)

Apesar das vantagens do Gás Natural e seu derivados face a outros combustíveis, também

ele tem efeitos nocivos ao ambiente. O desenvolvimento do gás não convencional afeta a

qualidade do ar. Em algumas áreas, onde ocorre a perfuração, registaram-se aumentos das

concentrações de poluentes atmosféricos perigosos. A exposição humana a níveis tão elevados

Imagem 13- Evolução das quantidades de CO2.. (5)

Imagem 12- Evolução da Temperatura da Terra. (2)


17

destes poluentes leva a resultados adversos para a saúde, nomeadamente asma, bronquite,

doenças cardiovasculares e cancro no pulmão.(16)

Ao processo de perfuração associado à exploração de diversos combustíveis fósseis, como

o gás natural, o petróleo, está associada uma perturbação dos ecossistemas, uma vez que esta

técnica causa destruição (erosão e meteorização) dos habitats da vida selvagem. (16)

Ao processo da queima dos combustíveis fósseis está associado a ocorrência de chuvas

ácidas. Esta acidificação das águas provém da presença de ácidos como o sulfúrico (H2SO4) e o

nítrico (HNO3) aquando da queima destes produtos. Esta queima liberta dióxido de enxofre

(SO2) e óxidos de azoto (NOx). Estes compostos podem ser transportados pelo vento até longas

distâncias e, quando dissolvidos com a água da chuva causam as chuvas ácidas que afetam o

solo, as colheitas, meios aquáticos, pode retardar o crescimento das árvores e o ácido ataca os

edifícios expostos danificando-os. (16)

Imagem 15- Derrame de Petróleo. (8)

Imagem 14 – Morte de Seres Vivos. (7)


18

7. Conclusão

Através da realização do presente relatório, cujo tema é: “Energias Renováveis-

Combustíveis Fósseis”, ficou-se a conhecer mais aprofundadamente os vários tipos de

combustíveis fósseis, nomeadamente, o carvão, o petróleo e o gás natural.

Abordou-se os mais variados subtemas, como por exemplo a origem, onde podemos

concluir que, ainda que a origem destes combustíveis tenha características idênticas, uma vez

que o que está na base da formação destes é a decomposição da matéria orgânica, através do

aumento de pressão e temperatura, o processo no geral é diferente, como por exemplo o local

de formação, a matéria orgânica que lhes dão origem… O subtema acerca da sua extração

também foi tratado, onde se concluiu que cada um dos combustíveis tem métodos diferentes

de extração, no caso do carvão, este pode ser extraído de uma mina de superfície ou de uma

mina subterrânea, onde as técnicas utilizadas podem ser diferentes: Room-and-Pillar mining e

Longwall mining. No caso do petróleo e do gás natural, a extração de ambos ocorre em

simultâneo, dado que a sua formação também. Aqui podem ser utilizadas diversas técnicas,

como por exemplo: Gas lift, Bombeio centrífugo submerso, Bombeio mecânico com hastes e o

Bombeio por cavidades progressivas.

Ainda que o uso pela sociedade destes recursos não renováveis tenha vantagens do

ponto de vista de produção de energia, a sua utilização cada vez mais excessiva implica

grandes impactos quer ambientais, como por exemplo: poluição atmosférica (libertação de

gases que contribui para o aumento do efeito de estufa), poluição aquática (acidificação das

água, derrames de petróleo), morte de seres vivos, destruição de habitats e destruição

paisagística; quer económicos, uma vez que o cerne da questão para a população é o facto dos

combustíveis fósseis serem não renováveis, ou seja, a procura torna-se maior que a oferta, isto

reflete-se nos preços cada vez mais elevados destes combustíveis.


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8. Bibliografia

1. A extração da Rocha sedimentar [11 de outubro de 2016]. Available from: http://www.worldcoal.org/coal/coal-mining 2. Evolução da Temperatura [16 de outubro de 2016]. Available from: http://blog.observatoriodoclima.eco.br/?p=2531. 3. Galp. Energia - Combustíveis fósseis [15 de outubro de 2016]. Available from: http://www.galpenergia.com/PT/agalpenergia/os-nossos-negocios/Exploracao-Producao/fundamentos-engenharia-petroleo/Paginas/Extraccao-e-processamento.aspx 4. Extração de gás natural pelos países [15 de outubro de 2016]. Available from: https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_natural#/media/File:World_-_Natural_Gas_Production_of_Countries.png. 5. Evolução das Quantidades de CO2 [16 de outubro de 2016]. Available from: https://www.google.pt/search?q=evolu%C3%A7%C3%A3o+das+quantidades+de+co2&newwindow=1&biw=1242&bih=535&source=lnt&tbs=cdr%3A1%2Ccd_min%3A2006%2Ccd_max%3A2015&tbm=isch#imgrc=R86La6pkbKkLaM%3A. 6. A. Guerner Dias PG, Paulo Rocha. Geologia 10. 1ª edição ed2008. 7. Vivos MdS. [16 de outubro de 2016]. Available from: https://www.google.pt/search?newwindow=1&biw=1242&bih=580&tbm=isch&sa=1&q=derrame+de+petr%C3%B3leo&oq=derrame+de+petr%C3%B3leo&gs_l=img.3..0i19k1l7j0i30i19k1l2j0i5i30i19k1.1136.8432.0.8780.19.13.0.6.6.0.111.986.11j1.12.0....0...1c.1.64.img..1.18.1054...0j0i67k1j0i30k1j0i5i30k1j0i24k1.4zhvWiORNUA#imgrc=GyLR3tt0t_-ndM%3A. 8. Derrame de Petróleo [16 de outubro de 2016]. Available from: https://www.google.pt/search?newwindow=1&biw=1242&bih=580&tbm=isch&sa=1&q=derrame+de+petr%C3%B3leo&oq=derrame+de+petr%C3%B3leo&gs_l=img.3..0i19k1l7j0i30i19k1l2j0i5i30i19k1.1136.8432.0.8780.19.13.0.6.6.0.111.986.11j1.12.0....0...1c.1.64.img..1.18.1054...0j0i67k1j0i30k1j0i5i30k1j0i24k1.4zhvWiORNUA#imgdii=6OtbRtUP8-qUSM%3A%3B6OtbRtUP8-qUSM%3A%3ByMBz4lW2QOCvdM%3A&imgrc=6OtbRtUP8-qUSM%3A. 9. Lavado ALC. OS ACTUAIS DESAFIOS DA ENERGIA. IMPLEMENTAÇÃO E UTILIZAÇÃO DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS. 2009. 10. Combustíveis Fósseis [22 de setembro de 2016]. Available from: https://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%ADvel_f%C3%B3ssil. 11. KrisEnergy. Origin [30 De setembro de 2016]. Available from: https://krisenergy.com/company/about-oil-and-gas/origin/. 12. minning C. [11 de outubro de 2016]. Available from: http://www.griffincoal.com.au/coal-production-method/processing/ 13. Gas-combustivel [15 de outubro de 2016]. Available from: http://www.ebah.pt/content/ABAAAAu2UAD/gas-combustivel 14. Impactos Gas-Natural [15 de outubro de 2016]. Available from: http://greensavers.sapo.pt/2015/08/18/tudo-o-que-precisa-de-saber-sobre-a-exploracao-de-petroleo-no-algarve/. 15. Fracking. [15 de outubro de 2016]. Available from: http://www.esquerda.net/artigo/estudos-relacionam-explora%C3%A7%C3%A3o-de-g%C3%A1s-natural-por-fracking-com-terremotos/28657. 16. Ambientais I. [16 de outubro de 2016]. Available from: http://seeds.usp.br/portal/uploads/INATOMI_TAHI_IMPACTOS_AMBIENTAIS.pdf

http://www.worldcoal.org/coal/coal-mining

http://blog.observatoriodoclima.eco.br/?p=2531

http://www.galpenergia.com/PT/agalpenergia/os-nossos-negocios/Exploracao-Producao/fundamentos-engenharia-petroleo/Paginas/Extraccao-e-processamento.aspx

http://www.galpenergia.com/PT/agalpenergia/os-nossos-negocios/Exploracao-Producao/fundamentos-engenharia-petroleo/Paginas/Extraccao-e-processamento.aspx

http://www.google.pt/search?q=evolu%C3%A7%C3%A3o+das+quantidades+de+co2&newwindow=1&biw=1242&bih=535&source=lnt&tbs=cdr%3A1%2Ccd_min%3A2006%2Ccd_max%3A2015&tbm=isch#imgrc=R86La6pkbKkLaM%3A



http://www.google.pt/search?newwindow=1&biw=1242&bih=580&tbm=isch&sa=1&q=derrame+de+petr%C3%B3leo&oq=derrame+de+petr%C3%B3leo&gs_l=img.3..0i19k1l7j0i30i19k1l2j0i5i30i19k1.1136.8432.0.8780.19.13.0.6.6.0.111.986.11j1.12.0....0...1c.1.64.img..1.18.1054...0j0i67k1j0i30k1j0i5i30k1j0i24k1.4zhvWiORNUA#imgrc=GyLR3tt0t_-ndM%3A




http://www.google.pt/search?newwindow=1&biw=1242&bih=580&tbm=isch&sa=1&q=derrame+de+petr%C3%B3leo&oq=derrame+de+petr%C3%B3leo&gs_l=img.3..0i19k1l7j0i30i19k1l2j0i5i30i19k1.1136.8432.0.8780.19.13.0.6.6.0.111.986.11j1.12.0....0...1c.1.64.img..1.18.1054...0j0i67k1j0i30k1j0i5i30k1j0i24k1.4zhvWiORNUA#imgdii=6OtbRtUP8-qUSM%3A%3B6OtbRtUP8-qUSM%3A%3ByMBz4lW2QOCvdM%3A&imgrc=6OtbRtUP8-qUSM%3A





http://www.griffincoal.com.au/coal-production-method/processing/

http://www.ebah.pt/content/ABAAAAu2UAD/gas-combustivel

http://greensavers.sapo.pt/2015/08/18/tudo-o-que-precisa-de-saber-sobre-a-exploracao-de-petroleo-no-algarve/

http://greensavers.sapo.pt/2015/08/18/tudo-o-que-precisa-de-saber-sobre-a-exploracao-de-petroleo-no-algarve/

http://www.esquerda.net/artigo/estudos-relacionam-explora%C3%A7%C3%A3o-de-g%C3%A1s-natural-por-fracking-com-terremotos/28657

http://www.esquerda.net/artigo/estudos-relacionam-explora%C3%A7%C3%A3o-de-g%C3%A1s-natural-por-fracking-com-terremotos/28657

http://seeds.usp.br/portal/uploads/INATOMI_TAHI_IMPACTOS_AMBIENTAIS.pdf

mestrado integrado em engenharia mecânica energias não...

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