São rochas:
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sedimentares – constituídas por restos de seres vivos, sobretudo vegetais, que sofreram profunda alteraçãocombustíveis – ardem perante uma chama, libertando energia caloríficafósseis – possuem restos de seres vivos (essencialmente plantas)carbonáceasRecurso – quantidade de carvão existente no subsolo, teoricamente disponível, mas que não está avaliado economicamente
Recurso renovável – o ritmo de consumo não implica o seu esgotamento
Recurso não renovável – o processo geológico gerador desse recurso é muito mais lento que as quantidades extraídas e consumidas. O ritmo do consumo é demasiado elevado para a sua renovação.
Reserva – quantidade de carvão existente no subsolo e teoricamente disponível e avaliada economicamente (por exemplo, reserva de Lenhite, no Rio Maior)
Energia calorífica – A energia solar permite a realização da fotossíntese pelas plantas que produzem compostos orgânicos energéticos que, por decomposição e alteração anaeróbia (ao abrigo do ar), irão formar compostos ricos em carbono (incarbonização), resultando numa energia química (sob forma de calor).
Génese de carvões:
1) Deposição e acumulação de detritos vegetais.
2) Incarbonização
1) Duas hipóteses de formação das bacias carboníferas:
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autóctone (modo de deposição): o
os detritos vegetais não sofreram transporte e depositam-se no mesmo local onde viveram e cresceram.o
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o tipo de bacia carbonífera é a límnica ou intra-continental: são zonas lacustres ou pantanosas (águas calmas); vegetação muito densa; os troncos encontram-se na vertical; há um afundimento lento do pântano alóctone (local de deposição):o
os detritos vegetais são transportados e depositados num local diferente daquele onde viveramo
são transportados pelo vento (folhas, esporos) e pela água (troncos, raizes)o
o tipo de bacia carbonífera é a parálica ou marinha e localiza-se em zonas costeiras, deltas ou estuáriosSequências/sucessões rítmicas: alternância de camadas carboníferas e não carboníferas (estéreis). À camada mineral que fica por baixo da carbonífera, dá-se o nome de muro e à que fica por cima, tecto.
2) Incarbonização: processo bioquímico que envolve uma decomposição anaeróbia dos restos vegetais, com progressivo enriquecimento em carbono e perda de voláteis. Divide-se em fase externa e fase interna.
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fase externa (superficial)o
ambiente anaeróbioo
decomposição por acção dos microrganismoso
processos fermentativoso
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ex: formação turfa fase interna (profunda)o
afundimento do material orgânicoo
processos termodinâmicos (pressão + temperatura)o
processos bioquímicos (aumento densidade; perda voláteis)o
longa duraçãoConsequências no material vegetal depositado:
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diminuição volume aumento densidade enriquecimento em carbono (> poder calorífico) perda de voláteis; perda de água (> poder calorífico)Interesse industrial: poder calorífico, teor em cinzas, teor em sulfuretos
Propriedades dos carvões:
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Físicas: cor, densidade, brilho, dureza Químicas: poder calorífico, percentagem em carbono, voláteis e águaClassificação geológica e genética dos carvões:
1) Sapropélicos (vasa com matérias gordurosas, típicas de lagoas):
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2) Carvões húmicos
a)
b)
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carvões de algas carvões de esporos Carvões de cutina: apresenta folhas conjuntamente com esporos e pólenes Carvões lenho-celulósicos Turfao
matéria-prima do carvão, incarbonização incompletao
forma-se nas turfeiras (sucessão de camadas de musgo e graminhas, as mais superficiais ainda vivas, as mais profundas em decomposição anaeróbia)o
constituído por plantas herbáceas, reconhecidas macroscopicamenteo
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combustível pobre, liberta pouca energia calorífica, <60% de carbono Lenhite ou Lignitoo
aspecto madeirao
alto teor em águao
entre 50 e 70% de carbonoo
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arde facilmente, chama fuliginosa, pouco interesse económico Hulha ou carvão betuminosoo
terrenos hulhíferoso
lenho-celulósicos, com bandas baças e vítreas alternando, e ricos em voláteis (hulha gorda)o
não apresenta elevado teor em voláteis e a sua % em carbono (de 80 a 90%) torna-o um óptimo combustível (hulha magra)o
forma alcatrãoo
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intenso processo de incarbonização Antraciteo
processo de incarbonização completo ou quase completo (> 90% em carbono)o
apresenta brilho metálicoo
grande poder calorífico, mas difícil combustãoo
fractura conchoidalExploração de carvões em Portugal:
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Formaram-se na Era Paleozóica, Período Carbónico, de 370 a 280 Ma
Hulha: Grândola (esgotada) Antracite: Bacia Carbonífera do Douro: Mina de S. Pedro da Cova (esgotada) e Pejão (esgotada)b)
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Petróleo Rocha sedimentar combustível e fóssil, o petróleo pode ter um sentido mais vasto, ou seja, misturas complexas de hidrocarbonetos sólidos, líquidos e gasosos, ou um sentido mais restrito: hidrocarboneto líquido, rocha líquida, combustível e fóssilHidrocarbonetos naturais – compostos químicos constituídos exclusivamente por átomos de carbono e hidrogénio; são misturas complexas e variáveis.
Hidrocarbonetos:
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Os hidrocarbonetos naturais são, na sociedade industrial, a primeira fonte de energia.
Gasosos – metano, etano, propano, butano Sólidos – asfalto / alcatrão (resíduo), isolantes exteriores, fibras sintéticas, e parafina Líquidos – petróleo e seus derivados: gasolina, gasóleo, óleo lubrificante, óleo medicinal, queresone, fuelóleo, tintas. Petróleo bruto = nafta = crudeGénese do petróleo:
Teoria inorgânica (ultrapassada): energia dos vulcões + pressão e temperatura = petróleo (C + H)
Teoria orgânica: o petróleo resulta da decomposição anaeróbia dos seres vivos
Fases da formação do petróleo:
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Betuminização – decomposição anaeróbia de matéria orgânica (o plâncton divide-se em microrganismos vegetais – fito-plâncton – e animais – zooplâncton), que se encontram nas vasas (sedimentos muito finos), sobretudo em águas calmas Formação de querogénio ou cerogénio – hidrocarboneto sólido, com macromoléculas orgânicas resultantes da desagregação de lípidos, glícidos e prótidos dos organismos em decomposição "Janela do petróleo" – temperatura entre os 60 e 150ºc e profundidade entre 1500 e 4500 m. "Janela do gás" – quando a temperatura ultrapassa os 150ºc, deixa de se formar petróleo e passa a formar-se gás naturalAlgumas das condições para a formação de hidrocarbonetos:
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abundância de plâncton pressões e temperaturas elevadas ambiente redutor, anaeróbio (pouco oxigénio) zonas com águas calmas (costeiras, lagunares, deltas, estuários, mares interiores) formações rochosas sedimentares adequadasCaracterísticas dos jazigos petrolíferos
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rocha-mãe – rocha onde se geram os hidrocarbonetos por decomposição anaeróbia dos organismos; rocha sedimentar com granulometria fina (vasas, arenito fino) rocha armazém/reservatório – contém os hidrocarbonetos ns seus poros e fissuras; é uma rocha sedimentar, porosa e permeável (arenitos, calcários, etc) rocha de cobertura ou selante – impede a migração vertical do petróleo; é uma rocha impermeável (argila, xistos argilosos) onde se dá a retenção do petróleoRetenção do petróleo:
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deve-se normalmente a alterações estruturais (dobras e falhas) ou a condições estratigráficas especiais. é condicionada por:o
rocha de cobertura – se for muito porosa e permeável há migração dos hidrocarbonetos, podendo atingir a superfície; se for impermeável, os depósitos de hidrocarbonetos ficam protegidos das oxidaçõeso
armadilhas:
estruturais: falhas, dobras, domos salinos
estratigráficas (discordâncias): alteração na ordem normal de deposição sedimentar; há uma série de camadas com diferente orientação de outra sérieTipos de jazigos petrolíferos:
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estruturais – com armadilhas estruturais estratigráficos – com armadilhas estratigráficas misto – armadilhas estruturais e estratigráficasProspecção e extracção de petróleo:
A perfuração de poços para a extracção de petróleo é muito cara, portanto, antes de a iniciar, os geólogos procedem a um estudo detalhado do terreno:
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prospecção geológica – geologia de campo, análise das rochas e dos acidentes tectónicos, fotogeologia, elaboração de cartas geológicas prospecção geofísica – método da reflexão sísmica (a onda de choque que resulta, propaga-se através das rochas de diferente modo, conforme a constituição do terreno atravessado) furos de pesquisa – se o furo for produtivo, é analisada uma amostra de petróleo e é medida a pressãoFormações que apresentam melhores características para a formação do petróleo em Portugal:
As principais manifestações naturais de ocorrência de hidrocarbonetos em Portugal registam-se na Bacia Lusitana (idade Mesozóica), sobretudo na parte terrestre. Não se encontraram acumulações de petróleo rentáveis.
Além da Bacia Lusitana, há a registar a Bacia Porto-Galiza, a Bacia do Alentejo e a Bacia do Algarve.
c) Energia Nuclear: Urânio
A desintegração controlada dos minerais radioactivos (neste caso o urânio), desenvolve grande quantidade de calor que, aplicado à produção de vapor, move as turbinas que produzem energia eléctrica.
Urânio – elemento químico radioactivo; emite neutrões e energia calorífica quando se desintegra (fissão nuclear). A desintegração nuclear liberta neutrões.
Minério – mineral com grande valor económico porque possui um elemento químico ou elementos muito rentáveis.
Minérios de urânio – combustível inorgânico (não fóssil) não renovável. É uma alternativa aos combustíveis fósseis.
U235- único isótopo de urânio (em 14 isótopos) que se encontra na Natureza e que é espontaneamente fissurável.
Produção de energia eléctrica a partir de combustível nuclear:
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Urânio U235 fissão nuclear libertação de neutrões + energia calorífica neutrões desintegram núcleos de Urânio (U238) transformação em Plutónio (Pu239) libertação de neutrões + energia calorífica vaporização de água faz girar as turbinas produção de energia eléctricaMinérios de urânio – Uraninite, que, por alteração, pode originar:
1) Autonite (amarela)
2) Tobernite (verde)
Regiões uraníferas portuguesas:
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Douro e Trás-os-Montes Beiras e Centro (Urgeiriça/Viseu) – mina intragranítica Alto Alentejo (Nisa) – mina perigraníticaVantagens da utilização da energia nuclear:
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alternativa aos combustíveis fósseis elevado potencial energéticoDesvantagens da utilização da energia nuclear:
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em caso de acidente numa central nuclear, a libertação de radioactividade pode pôr em risco a vida de milhares de pessoas e seus descendentes (Ex: acidente Chernobyl, 1986) ainda não se arranjou solução definitiva para os resíduos radioactivos – muito poluentes e prejudiciais à saúded) Energia geotérmica
Geotermia: calor interno da Terra.
Causas: proximidade de magma e câmara magmáticas; calor original do planeta; radioactividade (libertação de energia calorífica)
Grau geotérmico: número de metros necessários em profundidade para que a temperatura suba um grau celsius. Unidade: m / ºc. Média: 33 m / ºc
Gradiente geotérmico: aumento da temperatura com a profundidade. Por cada metro, a temperatura sobe um determinado nº de graus celsius. Média: 0,03 ºc /m
Nota: nas regiões vulcânicas, o grau está abaixo da média e o gradiente acima da média.
Condições óptimas para uma exploração geotérmica:
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fonte de calor intensa (proximidade de uma câmara magmática) aquífero apropriado, constituindo um reservatório permeável materiais impermeáveis (base e tecto) zona de recarga no aquífero – no caso da Ribeira Grande proximidade da lagoa, que lhe serve de recargaAproveitamentos dos campos geotérmicos:
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vapor de água (fins medicinais e secagem de sementes) vapor de água e água quente (para aquecimento de estufas) água de baixa entalpia (60-70 ºc), aquecimento doméstico água de alta entalpia (> 150 ºc) calor seco ou hot dry rock-
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Aproveitamento do hot dry rock e seu funcionamento: a água fria é injectada no poço ao contactar com a rocha quente, aquece rapidamente a água quente e o vapor de água saem de um segundo poço, circulando através de fracturas artificiais o vapor de água movimenta a turbina, gerando electricidadeVantagens da energia geotérmica:
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não poluente renovável várias aplicações já referidas produção de energia geotérmicaDesvantagens da energia geotérmica:
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elevado custo no investimento inicial limitação na potência instalada reduzido número de áreas de qualidade no país eventual contaminação do aquífero com lubrificantes usados na perfuração corrosão do materialOutras energias alternativas:
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Hídrica (das ondas) Eólica Solar Biogás Biomassa (animal e vegetal)
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