Carvão, crude, gás natural

Apresentação em tema: "Carvão, crude, gás natural"— Transcrição da apresentação:

1 Carvão, crude, gás natural
Escola Secundária de Caldas das Taipas Combustíveis Fósseis Com o efeito de estudar o primeiro capítulo da segunda Unidade do programa de 12º ano da disciplina de Química, intitulamos este trabalho como Combustíveis Fósseis, sendo que o subtítulo atribuído é relativo aos combustíveis fósseis a que nos comprometemos a falar ao longo desta apresentação. Carvão, crude, gás natural Química 12º ano

2 O dia do Petróleo é comemorado a 29 de Setembro.
Introdução Combustíveis fósseis Extração Formação Transporte Sabias que?! O dia do Petróleo é comemorado a 29 de Setembro. Importância De forma a cumprir as tarefas e os objetivos estipulados pela professora subdividiremos o nosso trabalho nos seguintes itens: enumeração e definição dos diferentes tipos de combustíveis fósseis, formação, extração, transporte e a sua importância nos setores humanos mais relevantes para o estudo (Economia, Política e Sociedade). Para conciliar todos estes temas faremos também uma abordagem aos dados históricos relativos à existência dos combustíveis fósseis. Comprometemo-nos a pesquisar e organizar a informação dísponível, de forma a sintetizá-la e transmiti-la da forma mais correta e mais abrangente possível; englobando, também, no trabalho as curiosidades, os filmes e os factos aceites relativos ao tema em abordagem. Pretendemos no final do trabalho assimilar a importância dos combustíveis fósseis para a Economia global, associando a sua influência na Política e acima de tudo na Sociedade em que vivemos! [LER SABIAS QUE?!] Química 12º ano

3 O que são combustíveis fósseis?
Origem mineral; Compostos de carbono; Decomposição de matéria orgânica; Recursos não renováveis. Um combustível fóssil é uma substância de origem mineral que tem como constituintes diversos compostos de carbono. Os combustíveis fósseis resultam da decomposição de matéria orgânica, sendo que o processo de formação prolonga-se por muitos anos, razões pelas quais são considerados recursos não renováveis. Química 12º ano

4 Quais são os combustíveis fósseis?
Carvão Petróleo Gás Natural O carvão mineral, os derivados do petróleo (tais como a gasolina, óleo diesel, óleo combustível, o GPL - ou gás de cozinha -, entre outros) e ainda, o gás natural, são os combustíveis fósseis mais utilizados e mais conhecidos. Faremos de seguida uma explicação pormenorizada de cada um destes combustíveis fósseis: Química 12º ano

5 A produção de carvão em todo o Mundo cresceu 65% nos últimos 25 anos.
Turfa Lenhite Hulha Antracite Sabias que?! A produção de carvão em todo o Mundo cresceu 65% nos últimos 25 anos. O carvão mineral é umas das fontes energéticas mais importantes e é formado a partir do soterramento e decomposição de restos de materiais de origem vegetal e animal (por isso é uma rocha biogénica), que nestas condições atingem um enrequecimento do seu teor de carbono, tratando-se assim de uma rocha sedimentar combustível. Como é possível verificar com a imagem, há diferentes tipos de carvões... Como o ano passado em Geologia todos nós tivemos que saber os diferentes tipos de carvão e a sua disposição, fica aqui a questão, como se designam cada uma destas camadas? [CLICAR!] [LER SABIAS QUE?!] Química 12º ano

6 Petróleo Petróleo Brent; Petróleo Light; Petróleo Naftênico;
Petróleo Parafínico; Petróleo Aromático. Sabias que?! A história da utilização do petróleo (outrora conhecido por nomes tão diversos como betume, azeite, asfalto, lama, múmia ou óleo de rocha) vem de épocas muito remotas: Quando aflorava naturalmente à superfície, no Egito, era utilizado na iluminação noturna, na impermeabilização das casas, na construção das pirâmides e até no embalsamento das múmias. O petróleo tem na sua origem processos fósseis, sendo composto por hidrocarbonetos, nos quais as frações mais leves formam gases e as mais pesadas óleo cru. É a proporção destes hidrocarbonetos que vai definir o tipo de petróleo: petróleo Brent - petróleo produzido na região do Mar do Norte, é o petróleo na sua forma bruta (crú) sem passar pelo sistema de refinação. petróleo Light - petróleo leve, sem impurezas, que já passou pelo sistema de refinação. petróleo Naftênico - petróleo com grande quantidade de hidrocarbonetos naftênicos (na indústria petroquímica, os cicloalcanos são chamados de hidrocarbonetos naftênicos). petróleo Parafínico - petróleo com grande concentração de hidrocarbonetos parafínicos. petróleo Aromático - com grande concentração de hidrocarbonetos aromáticos. [LER SABIAS QUE?!] Química 12º ano

7 Produção de gás natural por país
Sabias que?! Estima-se que as reservas mundiais de gás natural possam durar cerca de 70 anos, mantendo-se os níveis de produção atuais. O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos leves que, à pressão atmosférica e à temperatura ambiente, surge no estado gasoso. Este gás é inodoro e incolor, não é tóxico e é tão leve que é considerado mais leve que o ar! Produção de gás natural por países (países em castanho e vermelho são os maiores produtores mundiais) [LER SABIAS QUE?!] – relativamente a esta curiosidade, mais à frente aparecerão outras relativas ao carvão e ao petróleo, mas para já fica aqui a informação de que se continuarmos a gastar e a produzir gás natural como nos dias de hoje o fazemos – daqui a 70 anos já não haverá gás. Já pensaram como será o Futuro?! Produção de gás natural por país Química 12º ano

8 Segunda Guerra Mundial
Um pouco de história... Era Paleozóica Revolução Industrial Segunda Guerra Mundial Sabias que?! O primeiro poço de petróleo foi descoberto nos EUA (Pensilvânia) no ano de 1959 a uma profundidade de 21 metros – ao contrário das escavações de hoje, que ultrapassam os 6000 metros. No início do Período Carbonífero da Era Paleozoica (há mais ou menos 350 milhões de anos atrás) a Terra estava coberta por florestas densas, pântanos, rios e uma vegetação luxuriante; mas, aos poucos e poucos, a sua degradação promoveu a formação do carvão – como mais à frente explicaremos. O carvão é considerado o primeiro combustível fóssil, sendo que a sua utilização teve dois marcos de grande importância: no século XVIII (devido ao fabrico do coque metalúrgico - é um material sólido com diversas granulometrias, que é obtido a partir da destilação de carvões minerais a altas temperaturas e na ausência de oxigénio) e no século XIX (graças à utilização deste como combustível para gás de iluminação, para a navegação a vapor e para a produção de eletricidade). Desta forma, o carvão foi considerado o combustível fóssil mais utilizado até ao rebentar da Segunda Guerra Mundial, onde o petróleo tomou o seu lugar. Ou seja, o carvão teve o seu auge na Revolução Industrial e o petróelo “substituiu-o” na 2ª Guerra Mundial Foi graças a Edwin L. Drake que se realizou a primeira perfuração, encontrando-se o “ouro negro” no século XIX. Pelo facto do petróleo líquido ser mais fácil de transportar e possuir um maior poder de combustão, este combustível fóssil criou na Humanidade uma dependência marcante até aos dias de hoje. O seu desenvolvimento promoveu a origem da Indústria Petroquímica, que teve um papel importante na criação de inovações que no nosso quotidiano se revelam indispensáveis, são elas a criação dos plásticos, medicamentos, fibras sintéticas, fertilizantes, pesticidas, cosméticos, materiais de construção, etc. [LER SABIAS QUE?!] Ewin L. Drake ( ) Química 12º ano

9 Um pouco de história... Karl Benz Gottlieb Daimler (1844-1929)
Em síntese, a exploração e a utilização do carvão desde o século XVIII só foi superada em meados do século XX pelo petróleo, quando este revolucionou a indústria, os transportes e a produção de energia elétrica. Em 1885, Karl Benz [CLICAR!] criou o primeiro veículo a motor de gasolina com três rodas apenas [CLICAR!]; posteriormente, em 1886, Daimler [CLICAR! 2 vezes] contruiu o primeiro carro com quatro rodas , promovendo, assim, um incremento das potencialidades da indústria automóvel. [CLICAR!] Assim a eficiência do petróleo como combustível e a facilidade no seu transporte (em comparação com outros combustíveis fósseis) permitiu o desenvolvimento dos transportes e das primeiras centrais termoelétricas, ao permitir a produção de eletricidade através dos combustíveis fósseis. Karl Benz ( ) Gottlieb Daimler ( ) Química 12º ano

10 Um pouco de história... Química 12º ano
Bem, agora vamos passar um video que resume de uma forma engraçada a história dos combustiveis fósseis. Química 12º ano

11 Como se Formam os combustíveis fósseis?
Carvão Pressão; Temperatura; Processos bacterianos. Sabias que?! O carvão supre 24% das necessidades primárias de energia mundiais. A formação dos combustíveis fósseis decorre se determinadas condições forem favoráveis, são elas: a pressão, a temperatura e os processos bacterianos. Relativamente ao carvão, verificou-se lentamente, mas progressivamente, a formação de uma camada de material vegetal morto que desencadeou um processo de decomposição. Graças à escassez de oxigénio os seres microbacterianos (bactérias anaeróbias) decomposeram a camada orgânica, o que permitiu que ao longo dos anos, o calor e a pressão iniciassem a transformação daquele material em carvões de teor de carbono crescente e consequentemente com maior potencial energético, segundo um processo designado metamorfismo. verifica facilmente que o aumento da temperatura e da pressão permite o aumento do teor de carbono, aumentando, assim, o poder energético do carvão em causa. Exemplificando: a turfa tem um baixo teor em C, o que significa que na combustão vai libertar mais água e por sua vez possuirá um baixo poder energético... A antracite, por sua vez, possui muito C, logo é de difícil combustão, possuindo assim um maior poder energético. É de realçar que a lenhite ou lignite apresenta um poder energético um pouco desviado do que o que era suposto e isso deve-se ao facto de apresentar um elevado teor de água permitindo assim que o seu poder combustivel seja fraco (inferior a todos os outros). [CLICAR! 4 vezes] [LER SABIAS QUE?!] Características dos diferentes tipos de carvões Química 12º ano

12 Como se Formam os combustíveis fósseis?
Petróleo Gás natural Sabias que?! Estima-se que as reservas mundiais de petróleo possam durar cerca de 40 anos, mantendo-se os níveis de produção atuais. O petróleo e o gás natural, por sua vez, resultam do fornecimento de uma maior pressão e temperatura àquela camada orgânica enunciada anteriormente na formação do carvão, sendo que essa camada tem que estar entre uma rocha-mãe e uma rocha impermeável. Daí a importância das elevadas pressões e temperaturas e da existência de bactérias para que se atinja o estado de compactação/viscosidade/volatilidade necessário à estrutura do carvão, petróleo e gás natural, respetivamente. Assim, denotamos o facto do petróleo poder ser encontrado a diversas profundidades, sendo que normalmente quanto mais próximo da superfície estiver, maior será a quantidade de hidrocarbonetos pesados. Ou seja, os mais leves poder-se-ão encontrar a grandes profundidadades – entre os 2500 metros e os 5000 metros. Tal como se pode prever diferentes profundidades para o petróleo consoante a sua composição, poderemos também prever que a baixa densidade do gás natural permite que as jazidas de gás natural fiquem sempre por cima das do crude e do carvão, devido à diferença de densidades (a densidade do gás natural é menor). [CLICAR!] [LER SABIAS QUE?!] Daqui a 40 anos acabará o petróleo... Já pensaram como será o Futuro?! Estrutura do subsolo onde é possível encontrar crude e gás natural Química 12º ano

13 Como são extraídos os combustíveis fósseis?
Carvão Lavra a céu aberto Lavra subterrânea Depois da Natureza permitir a produção destes recursos, para que o Homem tire proveito das suas utilizações, é necessário extraí-los; para tal existem diversos processos. O carvão, por exemplo, é extraído de minas no subsolo (que podem ser minas em forma de sino, minas em galerias ou minas em profundidade) ou minas a céu aberto, num processo designado lavra. Dependendo das diferentes formações geológicas da região, proceder-se-à a diferentes técnicas de extração do carvão.  A lavra a céu aberto pode ser realizada quando a camada de carvão aflora à superfície, sendo que consiste na remoção da camada superior, com posterior extração do carvão. Por sua vez, a lavra subterrânea pode ser realizada de duas formas distintas, são elas: [CLICAR! 2 vezes] Câmaras e pilares – consiste na construção de pilares ao longo da mina de forma a suportar o teto. Quando o teto desaba, encerra-se a extração de carvão e abandona-se a mina. Longwall – consiste na completa extração mecânica do carvão. Em conclusão A lavra a céu aberto permite uma maior rentabilidade da extração de carvão, já que todas as camadas são exploradas e cerca de 90% do carvão é recuperado. Câmaras e pilares; Longwall. Química 12º ano

14 Como são extraídos os combustíveis fósseis?
Petróleo Gás natural Por sua vez, o petróleo e o gás natural são retirados através de bombas de pressão dos poços petrolíferos onde se encontram armazenados, sendo que a perfuração das rochas que servem de reservatório é acompanhada pela utilização de um fluído que induz comportamentos físico-químicos que promovem um equilíbrio entre as pressões dentro e fora dos poços. O facto da jazida se encontrar em equilíbrio (de pressão) com o exterior impede possíveis danos à capacidade do poço, visto que o fluído de perfuração não será capaz de invadir a jazida de petróleo. Nos dias de hoje, a perfuração de um poço nas rochas (designada onshore [CLICAR!] ) utiliza brocas rotativas na extremidade de uma haste (rotativa e oca) [CLICAR!] As brocas de sondagem onshore possuem dentes de aço muito duro ou então uma coroa de diamantes industriais, sendo do diâmetro do poço que se pretende abrir e da profundidade a atingir. Quanto à perfuração offshore [CLICAR! 2 vezes] (em ambiente marinho), as brocas para exploração são diferentes em função da profundidade que se pretende atingir – como se pode ver na seguinte imagem - [CLICAR!] . Assim se sintetiza que a necessidade e as despesas de se utilizar alta tecnologia na perfuração offshore é superada pela mesma necessidade na perfuração onshore. Perfuração offshore Perfuração onshore Química 12º ano

15 Como são transportados os combustíveis fósseis?
Carvão Petróleo Gás natural As diferenças de estado físico entre os três combustíveis fósseis a que nos comprometemos a estudar permitem afirmar a existência de diferentes formas de transporte para cada um dos recursos, recorrendo-se por vezes aos métodos de transporte convencionais, como os comboios, os barcos e os camiões. [CLICAR! 2 vezes] O meio de transporte do carvão mais utilizado sempre foi o comboio , no entanto é recorrente o uso marítimo e rodoviário. [CLICAR! 2 vezes] Relativamente ao petróleo, o seu transporte é muito mais especializado e complexo, já que as jazidas de petróleo se encontram muitas vezes em áreas distantes dos centros de consumo. Utilizam-se oleodutos, navios petroleiros e camiões-tanque [CLICAR!] , destacando-se o navio petroleiro como o mais barato. Existe, no entanto, uma técnica que adianta menos problemas ambientais e que transporta fluídos sob pressão ao longo de várias distâncias, denominada pipeline. [CLICAR! 2 vezes] O transporte de gás natural mais habitual é através de pipeline ou através de barcos [CLICAR!] , sendo que para o transporte em barcos se efetuar, o gás tem que ser liquefeito, o que vai implicar custos maiores. Química 12º ano

16 Papel dos combustíveis fósseis
Humanidade Sociedade Política Economia Durante séculos, as necessidades energéticas da sociedade foram suprimidas pelos animais domésticos, escravos, madeira, vento e água. Com a descoberta e utilização dos combustíveis fósseis surgiram novas fontes de energia, constituindo estes uma das bases da Revolução Industrial reponsáveis pela alteração dos padrões económicos e sociais do século XIX. O Homem controla e usa a energia contida nos combustíveis fósseis de tal forma que tranforma as leis que regem a Economia, a Tecnologia e a Humanidade. Relativamente à Economia Global esta é influenciada, pelas bolsas de valores, sempre que há uma variação dos preços do barril de petróleo. A produção de combustíveis fósseis permite às regiões mais empobrecidas obter uma economia mais estável, embora nem sempre se trate de uma vantagem, visto que o potencial desenvolvimento pode originar conflitos entre as populações e países, no que toca à liderança pelo poder e pelo governo dos recursos. Mas, como já foi referido anteriormente, a localização de jazidas pretolíferas e de gás natural num determinado país promoverá o seu desenvolvimento económico (no que toca aos recursos produzidos no país), político e social (já que a produção e refinação deste recursos alterará a indústria, os transportes, a produção de energia e o modo de vida dos habitantes). Resumindo: Não negamos que os combustíveis fósseis tragam benefícios à Economia de uma nação e à própria Sociedade que deles vão usufruir; no entanto, o seu valor permite que os humanos se revoltem uns contra os outros para obter a liderança da sua gestão... Assim, temos automóveis, medicamentos, plásticos e muitos outros bens materiais graças aos combustíveis fósseis, mas também temos conflitos, guerras e problemas ambientais a decorrer em todos os cantos deste Mundo graças à dependência do Homem sobre estes recursos não renováveis. Química 12º ano

17 Reservas de combustíveis fósseis
Sabias que?! Estima-se que as reservas mundiais de carvão possam durar cerca de 200 anos, mantendo-se os níveis de produção atuais. Fazer uma pequena análise do gráfico e não esquecer de dizer que: realçamos o facto de grande parte das reservas se encontrarem na Rússia, no continente Africano e no Médio Oriente – locais que frequentemente passam por problemas económicos ou que gradualmente vivem mais e mais conflitos sociais. [CLICAR!] [LER SABIAS QUE?!] Daqui a 200 anos acabará o carvão... Já pensaram como será o Futuro?! Reservas de combustíveis fósseis Os combustíveis fósseis no mundo Química 12º ano

18 os fins que dAmos aos combustíveis fósseis
Sabias que?! Uma plataforma de perfuração prospetiva normalmente escava quatro poços de prospeção no local de um suposto depósito, cada qual requerendo de 60 a 90 dias de trabalho. Fazer uma pequena análise aos gráficos e n esquecer que Gostaríamos de realçar que os transportes (com petróleo) e a indústria (com o gás e carvão) constituem as parcelas mais complexas destes gráficos. [CLICAR!] [LER SABIAS QUE?!] – é muito tempo, não é?! os fins que dAmos aos combustíveis fósseis Mundo em 2005 Química 12º ano

19 “O Mundo he composto de Mundança”,
Concluindo... Ao longo deste trabalho, abordamos as diferentes fases, desde a formação até aos centros de consumo dos combustíveis fósseis mais importantes, e compreendemos, acima de tudo, que o carvão, o petróleo e o gás natural são uma parcela importante para o avanço da Humanidade no que toca às ideologias políticas e económicas, sendo também bloqueadores do bem estar do nosso planeta (o Impacte Ambiental da Indústria Petroquímica será abordado num próximo trabalho). As dificuldades que este trabalho implicaram resumem-se ao excesso de informação sobre o tema e a necessidade de restringi-lo, de forma a apartar as implicações ambientais para um próximo trabalho. Este trabalho foi, sem dúvida, um trabalho diferente, pois pensavamos que o tema era simples, mas tal não se verificou quando compreendemos que nos podíamos afastar facilmente do tema e que o foco mais importante sobre Combustíveis Fósseis vai de encontro ao impacte ambiental – o tema do próximo trabalho. Não obstante, sentimos que após concretizarmos este trabalho, conciliamos os conhecimentos que tinhamos, quer geológicos, quer químicos, relativos ao tema em questão. Voltaremos a abordar este tema em breve, mas para já fica aqui uma reflexão nossa : Teremos um futuro próspero, ou com limitações? Poluído ou com razoável qualidade de vida? Em qualquer caso mudar é, para os mais otimistas, progredir; sendo que toda a transformação é boa e gradual. [CLICAR!] Finalizámos o nosso trabalho com uma citação de Camões: “ O Mundo he composto de mudança” - vamos esperar que a corrida desenfreada pela liderança dos recursos não renováveis não afaste a Humanidade dos ideais e valores através dos quais se deve reger para no futuro não lamentar o passado. De uma forma ou de outra temos que nos preparar para uma transição... Compreender os problemas e contribuir... Afinal de contas, estamos todos a bordo! (It’s all hands on deck!” – como diz no 1º vídeo que mostramos sobre a história dos combustiveis fósseis) “O Mundo he composto de Mundança”, Luís de Camões Química 12º ano

20 Filmes Seagal, Steven. (1994) On Deadly Ground (em Português: Em terra selvagem). Estados Unidos da América: Warner Bros. Pictures. Química 12º ano

21 Filmes Anderson, T. Paul. (2007) There will be blood (em Português: Sangue Negro). Estados Unidos da América: Miramax Films & Paramount Vantage. Química 12º ano

22 Séries Brooks, L. James; Groening, Matt (2002) The Simpsons: Half-Decent Proposal (em Português: Uma proposta não muito decente), Temporada 13, Epidódio 10. Estados Unidos da América: FOX. Química 12º ano

23 Animações Este é um link que contém duas animações muito engraçadas e simples, onde se abordam factos e curiosidades relativos aos combustíveis fósseis. Na primeira animação é explicada a formação e extração dos combuatíveis fósseis com bastantes detalhes e na segunda animação é retratado o poder da China como produtor de carvão. Química 12º ano

24 Trabalho realizado por:
Professora Luísa Esperança 2011/2012 12ºC Trabalho realizado por: Adriana, beatriz, marta e patrícia Química 12º ano