segunda-feira, 6 de junho de 2011

RECURSOS ENERGÉTICOS

      Carvões
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)carbonáceas
Recurso – 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):
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   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 viveram
o
   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 estuários
Sequências/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 anaeróbio
o
   decomposição por acção dos microrganismos
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   processos fermentativos
o
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   ex: formação turfa          fase interna (profunda)
o
   afundimento do material orgânico
o
   processos termodinâmicos (pressão + temperatura)
o
   processos bioquímicos (aumento densidade; perda voláteis)
o
   longa duração
Consequências 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 água
Classificação 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          Turfa
o
   matéria-prima do carvão, incarbonização incompleta
o
   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 macroscopicamente
o
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   combustível pobre, liberta pouca energia calorífica, <60% de carbono          Lenhite ou Lignito
o
   aspecto madeira
o
   alto teor em água
o
   entre 50 e 70% de carbono
o
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   arde facilmente, chama fuliginosa, pouco interesse económico          Hulha ou carvão betuminoso
o
   terrenos hulhíferos
o
   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 alcatrão
o
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   intenso processo de incarbonização          Antracite
o
   processo de incarbonização completo ou quase completo (> 90% em carbono)
o
   apresenta brilho metálico
o
   grande poder calorífico, mas difícil combustão
o
   fractura conchoidal
Exploração 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 fóssil
Hidrocarbonetos 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 = crude
Génese 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 natural
Algumas 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 adequadas
Características 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 petróleo
Retenção 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 oxidações
o
   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 série
Tipos de jazigos petrolíferos:
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          estruturais – com armadilhas estruturais          estratigráficos – com armadilhas estratigráficas          misto – armadilhas estruturais e estratigráficas
Prospecção 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 pressão
Formações 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 eléctrica
Minérios 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 perigranítica
Vantagens da utilização da energia nuclear:
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          alternativa aos combustíveis fósseis          elevado potencial energético
Desvantagens 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 saúde
d) 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 recarga
Aproveitamentos 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 electricidade
Vantagens da energia geotérmica:
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          não poluente          renovável          várias aplicações já referidas          produção de energia geotérmica
Desvantagens 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 material
Outras energias alternativas:
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          Hídrica (das ondas)          Eólica          Solar          Biogás          Biomassa (animal e vegetal)
 

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