Síntese
“Recursos energéticos”
Carvão
Formação de carvão:
-Acumulação de restos vegetais
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Formação Alóctone – Os restos vegetais são depositados em locais diferentes dos de formação e
crescimento. Originam bacias parálicas ou marinhas.
Formação Autóctone – Os restos vegetais são depositados no mesmo local de formação em
condições anaeróbias. Originam sucessões rítmicas.
- Incarbonização: Processo que consiste no enriquecimento de carbono da matéria orgânica em ambientes
anaeróbios
• Fase externa – Realiza-se em ambientes anaeróbios e é um processo bioquímico fermentativo.
• Fase interna – Ocorre nas profundidades das bacias e actuam factores termodinâmicos e
bioquímicos.
Tipos de carvões:
- Sapropélicos- Betuminosos de grande homogeneidade e ricos em substâncias voláteis.
• Carvões de algas ou “bog-head” – Grande compactidade e de fractura concoidal. Ricos em
substâncias voláteis
• Carvões de esporos ou “cannel-coal” – Contêm restos de esporos e grãos de pólen. São de cor
acastanhada e preta.
-Húmicos- Dividem-se em carvão de cutina em que o material vegetal é constituído por restos de folhas,
esporos e pólenes e carvões lenho-celulósicos constituídos por tecidos lenhosos e celulose. Resultam da
acumulação de plantas incarbonizadas que na sua formação passaram por uma fase inicial húmica.
• Turfa - cor acastanhada ou negra, muito pouco denso. Contém restos de plantas herbáceas. Cerca de
50% de carbono.
• Lenhito - carvão castanho-escuro ou mesmo negro, de risca castanha, baço ou com brilho resinoso.
Cerca de 72% carbono
• Hulha - carvão compacto, de cor e risca negras. Tem uma percentagem de carbono compreendida
entre 85 e 90%.
• Antracite - carvão compacto, de cor e riscas pretas. Pobre em substâncias voláteis. Cerca de 95% de
carbono.
Hidrocarbonetos
Existem vários tipos de hidrocarbonetos mas os mais conhecidos são:
ƒ Os hidrocarbonetos naturais são compostos químicos constituídos por átomos de carbono ( C ) e
de hidrogénio ( H ), aos quais se podem juntar átomos de oxigénio ( O ), azoto ( N ) e enxofre ( S ).
ƒ Os hidrocarbonetos com moléculas simples e leves ( metano, etano, propano, butano ), são
gasosos às temperaturas e pressões normais; o metano, o mais simples de todos os
hidrocarbonetos, só passa ao estado líquido à temperatura de -1600 oC.
Contudo, todos os hidrocarbonetos apresentam uma propriedade comum: são combustíveis.
Génese do Petróleo
Os hidrocarbonetos naturais estão encerrados nas rochas que constituem a parte superior da crusta
terrestre, também chamado subsolo. Resultam de transformações de ordem física e química que se
produzem ao longo de milhões de anos e que levam, em simultâneo, à formação das rochas sedimentares.
A chuva, o vento, o gelo, os rios, os mares e os seres vivos desagregam e alteram continuamente as
rochas superficiais,cujos detritos são transportados e depositam-se sobre o fundo oceânico formando
camadas sobrepostas de areia e de lamas argilosas.
Ao mesmo tempo que se depositam sobre o fundo do mar os detritos resultantes da erosão, depositamse, igualmente, os sais minerais que precipitam, tais como o sal-gema, o gesso, a calcite... De igual modo,
depois de mortos, depositam-se sobre o fundo do mar os organismos animais e vegetais que viveram nas
águas marinhas e aqueles que viveram nos continentes e foram transportados para os mares.
Qualquer que seja a origem dos sedimentos, estes acumulam-se sobre o fundo do mar ficando
impregnados de água do mar. Por efeito da compressão causada pelo peso das camadas superiores e pela
cimentação resultante da cristalização dos sais, uma parte da água do mar será expulsa e a que restar vai
preencher, em parte, os vazios minúsculos (poros e microfracturas) existentes nos sedimentos, mesmo
quando aqueles já estão transformados em rochas compactas.
A matéria orgânica, após a morte dos diferentes organismos vivos, encontra-se espalhada no fundo
marinho e/ou lacustre em ligação com partículas de argila. Para que se não degrade rapidamente é preciso
que se deposite, por exemplo, num meio marinho anaeróbico, isto é, águas perfeitamente calmas, confinadas
e muito estratificadas.
Os meios favoráveis, à lenta e controlada alteração da matéria orgânica, são uma excepção à regra e
sendo todos aquáticos encontram-se nas margens continentais, nas águas costeiras, bem como em lagunas e
mares fechados. Estes meios excepcionais são particularmente favoráveis ao aparecimento das rochas-mães
(rochas onde se forma o petróleo e gás, isto é, são sedimentos que tendo encerrado, nos seus poros, uma
certa quantidade de matéria orgânica esta originou quantidades apreciáveis de petróleo e gás) do petróleo.
As primeiras etapas das transformações da matéria orgânica em hidrocarbonetos correspondem à
diagénese biológica ou bioquímica. Numa primeira fase, os sedimentos onde está contida a matéria orgânica
morta sofrem afundamento, bem como a acção enérgica das bactérias, gerando-se metano, anidrido
carbónico ácido sulfídrico e hidrocarbonetos líquidos. Em simultâneo actuam os factores físicos: temperatura
e pressão. Com o afundamento das camadas sedimentares aumenta a temperatura e a pressão a que ficam
sujeitas.
Em conclusão, as transformações sofridas pela matéria orgânica contida nos poros das rochas
sedimentares, durante milhões de anos, nos fundos confinados das bacias sedimentares marinhas e/ou
lacustres, até dar origem ao gás natural e petróleo, resultam de acções biológicas (bactérias anaeróbicas) e
termo-catalíticas.
Enfim, no decurso deste complexo processo, a substância orgânica contida nos poros dos sedimentos
transforma-se em hidrocarbonetos. Inicialmente são partículas ínfimas, dispersas no volume de água do mar
que impregna os poros das rochas.
Armadilhas Petrolíferas
Nas rochas sedimentares que são portadoras, na sua porosidade, de hidrocarbonetos e água, ao
sofrerem as modificações mecânicas (dobras, falhas e fracturas) as partículas de hidrocarbonetos, sendo
mais leves que a água, têm tendência a deslocarem-se para cima ou para os lados (migração) e a
acumularem-se na parte superior da rocha.
Os hidrocarbonetos, uma vez formados na rocha-mãe, normalmente, migram para as rochas
porosas e permeáveis, do tipo grés (areias consolidadas) e calcários, chamadas rochas reservatórios
quando enquadradas por rochas impermeáveis, do tipo sal-gema e argilitos (argilas consolidadas) que
impedem a migração, designadas por rochas de cobertura. Este conjunto reservatório-cobertura é
designado por armadilha e é, geralmente, ocupado pelos aquíferos no seio dos quais se encontram o
petróleo e o gás. No caso dos hidrocarbonetos serem compostos por gás e petróleo, o gás, menos denso,
encontra-se por cima do petróleo, mais denso.
Os reservatórios são constituídos por rochas que apresentam vazios, poros e fissuras interligados e
onde podem circular os hidrocarbonetos e a água. As suas características petrofisicas exprimem-se,
fundamentalmente, em termos de porosidade e de permeabilidade, cujas relações são muitas vezes
complexas. São o resultado de toda a história geológica daqueles sedimentos e em particular das
condições de sedimentação e dos fenómenos de diagénese.
As rochas reservatório dividem-se em duas grandes famílias, os reservatórios detríticos, na sua
grande maioria siliciosos (areias e grés), e os reservatórios carbonatados, calcários e dolomias.
Se as camadas sedimentares que cobrem a rocha reservatório não forem impermeáveis (argilitos), os
hidrocarbonetos ascendem à superfície da crusta terrestre oxidam-se e dispersam-se. Porém, este caso é
pouco frequente. O mais frequente é existirem, no subsolo, uma sobreposição de camadas porosas e
permeáveis (grés ou arenitos, calcários e dolomias) e de camadas impermeáveis (argilas, argilitos e margas).
Sabendo que o movimento dos fluidos subterrâneos só é possível ao longo das camadas permeáveis,
os hidrocarbonetos acumulam-se nas zonas "altas" das rochas porosas cobertas por rochas impermeáveis
(rochas de cobertura).
Existem vários tipos de armadilhas, dos quais se salientam:
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armadilha estratigráfica: As rochas, abaixo da superfície de discordância originada pela erosão,
estão inclinadas pelo efeito das forças de compressão. Posteriormente sedimentou a rocha de
cobertura. Os fluidos ficaram aprisionados na rocha reservatório.
armadilha estutural: As rochas estão dobradas em anticlinal ou sinclinal pelo efeito das forças de
compressão. Os fluidos ficam aprisionados na rocha reservatório.
Sempre que uma armadilha fica, efectivamente, preenchida por hidrocarbonetos passa-se a chamar um
jazigo petrolífero ou jazida petrolífera.
Os vazios intergranulares apresentam formas irregulares e estão interligados por canalículos
estreitos, tortuosos e complexos, o que permite a migração dos fluidos.
A porosidade pode representar 20 a 25% do volume total da rocha. Contudo, as rochas onde se
encontram os jazigos petrolíferos têm uma porosidade compreendida entre 5 e 20%. Este volume não é
inteiramente preenchido pelos hidrocarbonetos, havendo sempre uma certa quantidade de água.
As dificuldades que envolvem a sondagem no mar são numerosas, contudo têm vindo a ser
ultrapassadas, particularmente nos últimos 30 anos.
Alguns dos problemas a solucionar são:
1) o efeito das marés;
2) a acção dos ventos e das ondas;
3) as correntes marítimas;
4) a topografia do fundo marinho;
5) a profundidade do fundo marinho;
6) o efeito corrosivo das águas marinhas;
7) a profundidade do furo a sondar.
A destilação constitui uma separação, puramente física das diferentes substâncias misturadas no
petróleo bruto. Deste modo, a destilação não altera a estrutura das moléculas e, assim sendo, as substâncias
conservam a sua identidade química.
Para a obtenção de maior número e variedade de produtos, as fracções mais pesadas são partidas em
fracções leves pelo processo de Cracking. Este processo consiste, essencialmente, em decompor pelo
calor e/ou por catálise ( uso de um catalisador ), as moléculas grandes das substâncias pesadas, cujo
ponto de ebulição é elevado, para obter substâncias constituídas por moléculas de tamanho menor e que
correspondem a substâncias mais voláteis, logo com ponto de ebulição mais baixo. Deste modo, por
exemplo, o fuel-oil ( óleo combustível pesado ) pode ser convertido em gasolina.
O processo oposto ao cracking chama-se polimerização e consiste, essencialmente, em combinar
moléculas pequenas de derivados do petróleo para formar outras maiores e mais pesadas, por exemplo os
"plásticos".
Geotermia e Energia Nuclear
A Terra está dividida em 3 camadas principais,a crusta, manto e núcleo.
O núcleo possui temperaturas superiores a 4000 ºC, o manto temperaturas entre os 800 e 1000 ºC e a
crusta temperaturas entre os 15 a 20 ºC.
Esta diferença de temperaturas cria um fluxo de calor do interior para o exterior e podemos designa-lo
como gradiente geotérmico que aumenta em média 1º por cada 33 metros de profundidade.
Quando o fluxo de energia corresponde a um gradiente geotérmico normal, é uma zona estável, quando
é um gradiente elevado, considera-se zona instável.
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Existem vários tipos de jazigos geótermicos:
reservatórios de vapor
reservatórios de agua quente
rocha quente ou seca
campos de geopressão
Para existir geotermia de alta entalpia rock a temperatura nos jazigos tem que ser superior a 150 ºC.
Para existir geotermia de baixa entalpia a temperatura nos jazigos tem que ser inferior a 150 e superior a
50 ºC.
Portugal Continental possui apenas jazigos de baixa entalpia, enquanto que nos Açores, existem jazigos
de alta entalpia.
Graças a desintegração de elementos radioactivos no interior da Terra, ele possui uma temperatura
superior ao que era de esperar. Os minerais que possuem urânio podem ser divididos em dois grupos, o
grupo da uraninite e tobernite.