Aluna: Vanessa Pereira de Abreu
Professor: Maurício Novaes Souza
Disciplina: Saneamento Ambiental Rural
Curso: Agroecologia
Período: 7º
1. Apresentação
O Brasil, principalmente a partir
da década de 70, passou por uma forte industrialização e desenvolvimento
econômico, os quais exigiram uma grande estruturação da cadeia produtiva dos
derivados de petróleo, desde novas descobertas de campos de petróleo passando
pela formação de vários pólos petroquímicos e o aumento das redes de
distribuição (MARIANO, 2006).
Diante de toda essa estrutura
logística da produção e comercialização do petróleo e de seus derivados, as
preocupações relacionadas ao potencial de contaminação de solos e das águas,
principalmente por vazamentos de tanques de armazenamento subterrâneos em
postos de combustíveis, vêm crescendo.
Devido ao crescente número de
descobertas de casos de vazamentos em postos de combustíveis, as contaminações
de solos por hidrocarbonetos derivados de petróleo têm sido alvo de inúmeras
pesquisas e constitui um desafio para os profissionais que atuam no saneamento
ambiental, em função da complexidade dos fenômenos geoquímicos e bioquímicos
que são catalisados a partir de sua inserção no subsolo. Além disso, tem sido motivo de preocupação
e repercussão na sociedade, pois essas contaminações com substâncias tóxicas
podem atingir as águas subterrâneas, que estão sendo ou serão usadas como fonte
de abastecimento para consumo humano.
Quando o combustível atinge o solo,
seus componentes separam-se em três fases:
· Dissolvida
· Líquida
· Gasosa
Uma pequena fração dos componentes da
mistura se dissolve na água do lençol freático, uma segunda porção é retida nos
espaços porosos do solo na sua forma líquida pura como saturação residual e
outra parte dos contaminantes passíveis de evaporação dão origem à contaminação
atmosférica (NADIM et al., 1999). Portanto, uma vez estabelecida a
contaminação, esta poderá atuar em três níveis diferentes: solo, água
subterrânea e atmosfera. Assim, a tarefa de avaliação da extensão, dinâmica,
concentração das contaminações, análise de riscos e possíveis estratégias de
remediação torna-se complexa.
Essa complexidade também se deve ao
fato desses contaminantes representarem uma ampla composição de produtos com
propriedades diferentes, sendo que a maioria caracteriza-se pela baixa
solubilidade e relativa pouca persistência no solo. No caso de combustíveis
como a gasolina e o óleo diesel, os hidrocarbonetos monoaromáticos benzeno, tolueno,
etilbenzeno e xilenos, chamados coletivamente como compostos BTEX, são os
constituintes que têm maior solubilidade em água e, portanto, são os
contaminantes com maior potencial de poluir o lençol freático. Dentre os BTEX,
o benzeno é considerado o mais tóxico. Para o benzeno, o padrão de potabilidade
para água de abastecimento público é de 5 μg/l. Este produto em exposições
crônicas pode causar leucopenia (diminuição de leucócitos no sangue), câncer,
vertigens, tremores e afetar o sistema nervoso central.
A interação dos hidrocarbonetos com
o fluxo freático, com os argilo-minerais e com a matéria orgânica presentes no
solo é complexa do ponto de vista físico e químico. Mais ainda, sendo produtos
orgânicos de possível conversão, as ações biológicas que se deflagram no
terreno a partir da sua presença são significativas e alteram o comportamento
dos contaminantes ao longo do tempo. Assim, aos profissionais que se apresentam
para investigar uma contaminação por hidrocarbonetos com essas características e
a partir dessas análises proporem e executarem uma estratégia de remediação
eficaz impõe-se um desafio que transcende a especialidade de profissionais da
área. O problema, tratado na sua escala devida, é tipicamente multidisciplinar
e exige o domínio dos processos químicos e biológicos que estão inerentemente
associados (AZAMBUJA et al., 2000).
Diante desse cenário, atualmente
inúmeras pesquisas relacionadas à remediação de áreas atingidas por
hidrocarbonetos são realizadas com a finalidade de restaurar a qualidade dos
solos e das águas subterrâneas contaminadas. Vários métodos podem ser
empregados para remover hidrocarbonetos do solo e água subterrânea tais como
extração de vapor do solo, bombeamento e biorremediação.
Tratamentos físicos separam os
contaminantes do solo sem destruí-los ou modificá-los quimicamente, mas
apresentam muitas limitações, destacando-se o custo alto. Quando os
hidrocarbonetos percolam o solo, grande quantidade permanece sorvida na matriz
(aproximadamente 50%) com isso diminuindo a eficiência de remoção. Processos biológicos, por outro
lado, são uma tecnologia promissora para remover esses contaminantes
principalmente devido à simplicidade e eficiência de custo quando comparados a
outras alternativas (ALEXANDER, 1994).
Neste contexto o método da
biorremediação de águas e solos contaminados por petróleo e seus derivados será
abordado com maior ênfase.
2. Introdução
O meio ambiente vem sofrendo com
constantes contaminações provenientes de derramamentos de petróleo e seus
derivados, por isso esse assunto tem despertado uma atenção especial por parte
dos cientistas devido ao grande impacto que este vem causando tanto em solos
como também nas águas, sendo vários trabalhos destinados à prática do
tratamento biológico destes ambientes (NEVES et al., 2012).
Segundo esse mesmo autor, a
intensiva busca por fontes alternativas de energia e processos sustentáveis
visando à redução da poluição ambiental e o aquecimento global do planeta tem
estimulado o mercado mundial de combustíveis. Um exemplo é o biodiesel, que se
comparado com os outros combustíveis fósseis, é uma alternativa renovável.
Porém, com a determinação governamental brasileira, em vigor desde janeiro de
2010, que condiciona a adição de 5% de biodiesel ao óleo diesel, o aumento da
disponibilidade no mercado de biodiesel na sua forma pura ou misturada ao
diesel poderá possivelmente gerar derramamentos acidentais no ambiente (solo e
água) ocasionando um potencial risco de contaminação.
Recentemente, o interesse em
utilizar a estratégia da atenuação natural monitorada como técnica de
tratamento de águas subterrâneas contaminadas com hidrocarbonetos é crescente
em oposição a técnicas ativas de engenharia como a tecnologia de bombeamento e
tratamento (pump-and-treat) (WALT e McNAB JÚNIOR, 1999).
Em se tratando de contaminações com
hidrocarbonetos de petróleo e/ou seus derivados, boa parte dos microrganismos
do solo não possui capacidade para degradá-los, o que resulta na sua acumulação
no ambiente e na consequente contaminação dos ecossistemas. No entanto, existem
microrganismos que apresentam capacidade para metabolizar esses compostos e os
transformam em substancias menos danosas, CO2 e água. Tecnologias
emergentes para o tratamento de resíduos contemplam uma série de métodos e técnicas
biotecnológicas conhecidas como biorremediação (LEMOS et al., 2009).
A biorremediação natural mostra-se
interessante devido principalmente aos baixos custos, e por ser uma técnica com
mínima intervenção (BHUPATHIRAJU et al.,
2002). A verificação da ocorrência da
biorremediação natural exige a caracterização da geologia, hidrologia e
ecologia microbiana local, e também o conhecimento de processos biogeoquímicos.
3. Biorremediação
A biorremediação é uma técnica de
despoluição de ambientes contaminados baseada na aceleração do processo natural
de biodegradação de determinadas substâncias no meio ambiente. O processo
depende de algumas condições ambientais como, temperatura, presença de oxigênio
e nutrientes, e pH (COELHO, 2005).
Essa técnica de limpeza usa
microrganismos ou processos microbianos para reduzir a concentração e/ou a
toxicidade de determinados poluentes acelerando o processo de biodegradação
(ATLAS, 1981).
Por tanto, pode se considerar que a
biorremediação é a otimização da biodegradação, sendo que esta aceleração pode
ser de três principais tipos:
· Bioestímulo (adição de
fertilizantes);
· Bioaumento (introdução de
microrganismos);
· Biorremediação intrínseca
(atenuação natural monitorada).
A utilização da técnica de
biorremediação foi descoberta através de pesquisas que investigavam da
degradação de hidrocarbonetos no ambiente natural, nas quais foram
identificados alguns microrganismos capazes de usar tais hidrocarbonetos como
fonte de carbono e energia (ZOBELL, 1946; ATLAS, 1981). Mas só após a análise
dos fatores bióticos e abióticos envolvidos no processo de biodegradação que a
técnica passou a ser aplicada na limpeza de ambientes contaminados por petróleo
e seus derivados (LINDSTROM et al., 1991).
3.1. Tecnologias de
biorremediação
As
técnicas de biorremediação podem ser classificadas segundo o tratamento e a
fase utilizada. De acordo com o local de tratamento, as técnicas de
biorremediação são denominadas in situ
e ex situ. Essas técnicas devem levar
em conta os poluentes, o custo dos processos e, principalmente, a concentração
final do contaminante, no término do tratamento, como aceitável para o tipo de
resíduo e para o uso futuro da área.
3.1.1. Biorremediação in situ
Esta
técnica visa tratar o solo no local da contaminação utilizando-se de
tecnologias que vão desde a introdução de oxigênio e nutrientes até a adição
organismos selecionados para cada tipo de contaminante.
Neste caso não há remoção de
material contaminado evitando custos e distúrbios ambientais associados com o
movimento de solos e águas. Os produtos finais de uma biorremediação efetiva
são água e gás carbônico, que não apresentam toxicidade para os organismos
vivos.
De acordo com parâmetros como origem
dos microrganismos, adição ou não de nutrientes, a biorremediação in situ pode ser realizada através de
três processos: biorremediação intrínseca, bioestímulo e bioaumento (ATLAS,
1997).
3.1.2. Biorremediação ex situ
Em se
tratando da biorremediação ex situ de
solos contaminados por atividades petrolíferas existem várias técnicas de
biorremediação: landfarming, biopilhas e diferentes tipos de biorreatores
(BERGER, 2005; COELHO, 2005). Os processos de biorremediação ex situ podem ser realizados com
unidades móveis no local descontaminação (on-site) ou em estações fixas de
tratamento (off-site). Estas técnicas produzem resultados mais rápidos, são
mais fáceis de controlar e apresentam uma maior versatilidade para o tratamento
de grande número de contaminantes e tipos de solo. Todavia, requerem a remoção
do solo contaminado antes da biorremediação acontecer, o que impreterivelmente
eleva o custo do tratamento (ABBAS, 2003).
3.2. Mecanismos empregados na
biorremediação
3.2.1. Biopilhas
As biopilhas são conhecidas como
biocélulas ou pilhas compostas, sendo usadas para reduzir as concentrações de
constituintes do petróleo em solos escavados, através do uso da biodegradação.
Esta tecnologia envolve o empilhamento de camadas de solo e a estimulação da
atividade microbiana do solo pela aeração e/ou adição de minerais, nutrientes e
umidade (JORGENSEN et al., 2003).
A utilização do oxigênio tem como
objetivo estimular o crescimento e a reprodução das bactérias aeróbicas que
degradam os constituintes do petróleo. As biopilhas são aeradas forçando-se o
ar a se mover por meio da injeção ou extração através de tubos perfurados
colocados por toda a pilha.
Muitos contaminantes orgânicos têm
sido reduzidos com a utilização de biorremediação através das biopilhas
(JORGENSEN et al., 2003). Esta tecnologia tem demonstrado funcionar com sucesso
especialmente para os hidrocarbonetos petrolíferos, hidrocarbonetos
poliaromáticos (HPA) e cloretos.
3.2.2. Landfarming
Landfarming
é uma tecnologia de superfície de remediação do solo, onde o solo contaminado é
escavado em camadas finas e espalhado sobre a superfície do terreno onde ocorre
a estimulação da atividade microbiana aeróbica por intermédio da aeração e/ou
adição de minerais, nutrientes e umidade (AZEVEDO, 2006). Esta técnica é
empregada com elevada eficiência no tratamento de rejeitos industriais,
especialmente na indústria petroquímica. O rejeito é misturado ao solo por
aração e dragagem e as condições físico-químicas do solo (água, aeração e
nutrientes) são monitoradas para maximizar a atividade heterotrófica.
Esta foi à primeira técnica ex situ aplicada em grande escala e
surgiu nos EUA. O processo pode ser aplicado com grande sucesso quando o
material é contaminado com substâncias de fácil degradação aeróbica (BERGER,
2005). Entretanto, a quantidade de resíduo a ser aplicada é determinada pelo
índice de toxicidade, e desde que uma taxa desejável de atividade da camada
reativa do solo esteja sendo mantido, o teor de metais só é controlado porque
ele próprio pode interferir nesta atividade (DAL FORNO, 2006).
3.2.3. Biorreatores
Os
biorreatores têm como diferencial o tratamento em um espaço confinado, o
reator. A sua aplicação apresenta como maior vantagem o fácil controle de
degradação biológica que permite um tratamento rápido e eficaz. As
concentrações de oxigênio e de nutrientes, o teor de água, a temperatura e o pH
são monitorados in situ e podem ser
regulados de forma eficiente.
Basicamente diferenciam-se dois tipos
de reatores: biorreatores do tipo a seco e biorreatores do tipo suspensão
(slurry bioreactors) (BERGER, 2005). Este último baseia-se na principal
tecnologia eletrônica utilizada no processo de biodegradação: aeróbio (oxigênio
molecular), anóxica (nitrato e de alguns metais cátions), anaeróbio
(sulfatos-redutores, metanogênicos, fermentação), ou misto ou combinado de
elétrons (GONZÁLEZ et al., 2008).
Nesta técnica, nutrientes e outros
aditivos, tais como agentes neutralizantes, surfactantes, dispersantes, e
co-metabólitos podem ser oferecidos para melhorar características e taxas de
degradação microbiana. Micróbios indígenas podem ser utilizados ou
microrganismos podem ser acrescentados no biorreator ou podem ser adicionados
continuamente para manter níveis adequados de biomassa.
3.2.4. Biorremediação Intrínseca
A
remediação natural é um processo que se baseia em fatores naturais para remoção
ou contenção de contaminantes e recentemente vem ganhado maior aceitação em
locais contaminados por derramamentos de derivados de petróleo. Esta forma de
aplicação refere-se aos processos físicos, químicos e biológicos que facilitam
o processo de remediação de maneira global (MARIANO, 2006).
Neste tipo de atenuação não é
utilizada nenhuma ação de tratamento, ela está baseada basicamente no
monitoramento do deslocamento da pluma (Figura 4). Dados obtidos em pesquisas
de campo de vários pesquisadores têm comprovado que a atenuação natural limita
o deslocamento dos contaminantes e, portanto, diminui a contaminação ao meio
ambiente (CORSEUIL e MARINS, 1998).
A biodegradação se baseará na
capacidade de microrganismos autóctones degradarem contaminantes que
eventualmente tenham sido derramados em subsuperfície sem qualquer
interferência de tecnologias ativas de remediação (MARIANO, 2006).
Quando se trata dos hidrocarbonetos
ocorre essencialmente uma reação de oxi-redução onde o este é oxidado e um
aceptor de elétrons é reduzido. Há vários compostos que podem agir como
aceptores de elétrons, tais como o oxigênio (O2), nitrato (NO3-),
óxidos de ferro (p.e. Fe(OH)3), sulfato (SO4-2),
água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). A seguinte sequência de preferência
de utilização desses aceptores foi observada: oxigênio > nitrato > óxidos
de ferro > sulfato > água (CORSEUIL e ALVAREZ, 1996).
O monitoramento da atenuação natural
se faz a partir do acompanhamento de indicadores geoquímicos (pH, EH, O.D.,
temperatura, aceptores de elétrons). A diminuição da concentração de oxigênio
dissolvido (O.D.) na água e um aumento da concentração de dióxido de carbono
são indicativos de um processo aeróbio de biodegradação, enquanto que a
produção de íons Fe2+ ou diminuição de íons nitrato indicam a
presença de processos anaeróbios. Um declínio do potencial redox (EH) de
valores positivos para negativos reflete a mudança de condições oxidantes
(favoráveis aos microrganismos aeróbios) para condições redutoras (melhores
condições aos processos anaeróbios, que são mais lentos que os aeróbios). Um
aumento nos valores de pH pode ser creditado ao consumo de íons H+
durante a redução de íons férricos ou do nitrato (MARIANO, 2006).
3.2.5. Bioventilação
A
bioventilação é uma tecnologia que aumenta a biodegradação natural dos hidrocarbonetos
de petróleo mediante o fornecimento de oxigênio aos microrganismos presentes no
solo (Figura 5). Utiliza baixa vazão de ar, suficiente apenas para manter a
atividade microbiana. Na maioria dos casos, o oxigênio é suprido pela injeção
direta de ar na água e no solo contaminado, onde ocorre também a biodegradação
dos compostos orgânicos voláteis, que se movem lentamente através do solo
biologicamente ativado (AZEVEDO, 2006).
Esta técnica tem um histórico em
tratamento de degradação aeróbica de contaminantes, como os combustíveis. Na
bioventilação aeróbica, solos contaminados com baixas concentrações de oxigênio
são tratados através do fornecimento de oxigênio para facilitar a biodegradação
microbiana aeróbia. O oxigênio é normalmente introduzido pela injeção de ar em
poços que empurram o ar no subsolo (EPA, 2006). Além disso, é utilizada principalmente para tratar
biodegradação aeróbia de contaminantes, como os compostos orgânicos voláteis e
hidrocarbonetos. Bioventilação é utilizada principalmente para tratar
biodegradação aeróbia de contaminantes, como os compostos orgânicos voláteis e
não-clorados (EPA, 2006).
3.2.6. Bioaumento
O bioaumento ocorre pela adição de
microrganismos específicos em regiões impactadas, adaptados em laboratório às
condições ambientais (Figura 6). Ao usar essa técnica, faz-se a avaliação dos
microrganismos presentes no ambiente, identificando-se os degradadores de óleo.
Em seguida, através de biorreatores estimula-se em laboratório, o crescimento
microbiano das espécies de interesse e, posteriormente, injeta-se o “pool” de
microrganismos no local contaminado com o objetivo de aumentar a população
microbiana, responsável pela degradação do óleo (ROSA, 2003). Mas a aplicação
do método na descontaminação de ambientes costeiros não se mostrou
suficientemente eficaz, devido atuação de processos intempéricos, correntes
marinhas, ventos, ondas, chuvas e competições microbianas, que influência
diretamente na utilização dessa técnica (ATLAS, 1981).
A adição de culturas mistas de
microrganismos alóctones tem como objetivo aumentar a taxa e/ou a extensão da
biodegradação, pois, normalmente, a população autóctone não está adaptada, e
nem é capaz de degradar toda a gama de substratos presentes em uma mistura
complexa como o petróleo (SOUZA, 2003). Culturas mistas são produzidas com
microrganismos coletados de regiões contaminadas, mas para isso tem se alguns
critérios para a escolha destes microrganismos como a habilidade de degradar a
maioria dos componentes do petróleo, boa estabilidade genética, elevado grau de
atividade enzimática, capacidade de competir com os microrganismos autóctones,
manutenção da viabilidade das células durante a estocagem, ausência de
patogenicidade e crescimento rápido no meio ambiente natural. Após o
isolamento, os microrganismos são bioaumentados em laboratório e estocados
(HOFF, 1993; SOUZA, 2003).
3.2.7. Bioestímulo
O bioestímulo é a aceleração da
reprodução microbiana e de suas atividades metabólicas, pela adição de
oxigênio, água e nutrientes ao meio ambiente contaminado (Figura 7) (ROSA,
2001). No bioestímulo de populações de microrganismos autóctones com o objetivo
de aumentar as taxas de biodegradação é frequentemente empregada em projetos de
biorremediação (ATLAS, 1997).
Para se utilizar o processo de
bioestimulação, deve-se demonstrar que existe no local contaminado uma
população natural de microrganismos capazes de biodegradar os contaminantes
presentes e que as condições ambientais são insuficientes para se obter altas
taxas de atividade microbiológica dessa população (MARIANO, 2006).
Durante o bioestímulo existem
fatores limitantes como nutrientes e aceptores de elétrons que estimulam o
metabolismo e a velocidade de crescimento dos degradadores o que acelera as
taxas de biodegradação em condições ambientais favoráveis Á adição de
nutrientes em ambientes contaminados permite a degradação mais rápida e eficaz
dos hidrocarbonetos por parte dos microrganismos nativos (VALLEJO et al.,
2005).
3.3. Conceitos envolvidos na biorremediação
3.3.1. Ação dos microrganismos
A tecnologia da biorremediação é
baseada em processos nos quais ocorrem reações bioquímicas mediadas por
microrganismos. Em geral, um composto orgânico quando é oxidado perde elétrons
para um aceptor final de elétrons, que é reduzido (ganha elétrons). O oxigênio
comumente atua como aceptor final de elétrons quando presente e a oxidação de
compostos orgânicos com a redução do oxigênio molecular é chamado de respiração
aeróbia heterotrófica. No entanto, quando o oxigênio não está presente,
microrganismos podem usar compostos orgânicos ou íons inorgânicos como
aceptores finais de elétrons alternativos, condições estas chamadas de
anaeróbias. A biodegradação anaeróbia pode ocorrer pela desnitrificação, redução
do ferro, redução do sulfato ou condições metanogênicas (CORDAZZO, 2000).
Nas condições subsuperficiais
encontram-se populações de microrganismos, as quais geralmente são formadas por
bactérias, fungos, algas e protozoários (GHIORSE e WILSON, 1988). As bactérias
na zona saturada variam com as características específicas geoquímicas e
hidrogeológicas do aquífero, sendo que, de maneira geral, embora existam
bactérias anaeróbias, as que predominam são as bactérias aeróbias (CHAPELLE,
1993). Os principais mecanismos de biotransformação de contaminantes orgânicos
em água subterrânea são efetuados nos biofilmes, que são bactérias e polímeros
extracelulares aderidos à subsuperfície e que obtém energia e nutrientes
durante o fluxo da água subterrânea (BITTON e GERBA, 1984).
A estrutura química dos poluentes
orgânicos tem uma profunda influência na habilidade dos microrganismos
metabolizarem estas moléculas, especialmente com respeito às taxas e extensão
da biodegradação. Alguns compostos orgânicos são rapidamente biodegradados
enquanto outros são recalcitrantes (não biodegradáveis). Hidrocarbonetos com
baixo a médio peso molecular e alcoóis são exemplos de compostos facilmente
biodegradáveis. Compostos xenobióticos (compostos químicos fabricados pelo
homem), especialmente hidrocarbonetos halogenados, tendem a ser resistentes à
biodegradação.
Geralmente, compostos ramificados e
polinucleados são mais difíceis para degradar que moléculas monoaromáticas ou
com cadeias simples, e aumentando o grau de halogenação da molécula, diminui-se
a biodegradabilidade (ATLAS, 1997).
A comunidade microbiana envolvida na
degradação de compostos xenobióticos pode ser dividida em dois grupos: os
microrganismos primários e os secundários. Os primários são aqueles capazes de
metabolizar o substrato principal fornecido ao sistema, enquanto os secundários
não utilizam o substrato principal, porém, os produtos liberados pelos
microrganismos primários. Este processo é denominado cometabolismo (GRADY,
1985).
4. Petróleo
Petróleo
significa óleo da pedra, por ser encontrado, normalmente, impregnado em
determinadas rochas porosas denominadas de arenito, dispostas em camadas
geológicas sedimentares. Formou-se na Terra há milhões de anos, a partir da
decomposição de pequenos organismos marinhos, plâncton e vegetação típica de
regiões alagadiças e é encontrado junto ao gás de petróleo, formando bolsões
entre rochas impermeáveis ou impregnando rochas de origem sedimentar.
O petróleo é um líquido oleoso e
inflamável (Figura 8), cuja cor varia segundo a origem, oscilando do negro ao
âmbar. É encontrado no subsolo, em profundidades variáveis (pode haver
acumulações tanto a poucos metros da superfície terrestre, quanto a mais de
três mil metros de profundidade).
É uma mistura complexa de hidrocarbonetos
que, se tornou a principal fonte de energia do mundo moderno. O fato
de ser um recurso esgotável, aliado ao seu grande valor econômico, fizeram
com que esse combustível se tornasse um elemento causador de grandes
mudanças geopolíticas e socioeconômicas em todo o mundo.
Por ser a principal fonte de energia
do planeta, o petróleo já foi motivo de algumas guerras, como a Primeira Guerra
do Golfo, a Guerra Irã-Iraque, a luta pela independência da Chechênia e a
invasão estadunidense no Iraque, em 2003. Sem dúvida, a existência de petróleo
é um sinônimo de riqueza e poder para um país. O combustível se tornou ainda
mais valorizado após a criação da OPEP (Organização dos Países Exportadores de
Petróleo), que nasceu com o fim de controlar preços e volumes de produção e
pressionar o mercado.
4.1. Curiosidades
ü A palavra petróleo veio do grego “petros”, que
significa pedra, e do latim “oleum”, que quer dizer óleo. Petróleo seria,
então, “óleo de pedra”;
ü O primeiro poço de petróleo da história foi
perfurado pelos chineses no ano 347 a.C.;
ü O primeiro poço moderno foi perfurado na cidade de
Titusville, estado norte-americano da Pensilvânia, no ano de 1859. Na época, o
óleo era utilizado somente na iluminação pública e doméstica;
ü O primeiro carro com motor à gasolina foi fabricado
nos Estados Unidos no ano de 1893;
ü As primeiras referências da exploração de petróleo
no Brasil datam de 1858, mas o primeiro campo “comercial” só foi descoberto em
1941.
4.2. Uso
e derivados
Além
de gerar a gasolina, que serve de combustível para grande parte dos automóveis
que circulam no mundo, vários produtos são derivados do petróleo como, por
exemplo, a parafina, gás natural, GLP, produtos asfálticos, nafta petroquímica,
querosene, solventes, óleos combustíveis, óleos lubrificantes, óleo diesel e
combustível de aviação (Figura 9).
4.3.
Maiores países produtores de petróleo
Os países que possuem maior número
de poços de petróleo estão localizados no Oriente Médio, e, por sua vez, são os
maiores exportadores mundiais. A tabela abaixo (Tabela 1) mostra o preço da
gasolina entre os dez maiores produtores de petróleo do mundo (Rússia, Arábia Saudita, Estados Unidos, Irã,
China, Canadá, México, Emirados Árabes, Kuwait, Venezuela, Brasil).
4.4.
Petróleo e seus efeitos no meio ambiente
Na década de 1970, técnicos da Petrobrás procuravam
reservas de petróleo na bacia do Rio Jandiatuba, região do Alto Amazonas, onde
viviam grupos indígenas ainda não contatados. Houve confrontos com os índios
que, empunhando arco e flecha, saíram em defesa de sua terra. Os funcionários
da Petrobrás, por sua vez, responderam jogando dinamite, usada originalmente para
fazer pesquisas. Esse é o exemplo de um dos impactos, talvez dos menos
conhecidos, que a exploração do petróleo pode provocar.
Em 1968, a Petrobrás começou a
exploração de petróleo em águas marinhas. Em 2011, essa modalidade representava
84% da produção nacional. Na fase do refino, existe o problema do descarte de
efluentes líquidos, a emissão de gases e vapores tóxicos para a atmosfera, além
dos resíduos sólidos, normalmente armazenados em aterros industriais.
Já os impactos produzidos pelo
derramamento de óleo na água são mais visíveis. O contato com o petróleo cru
causa efeitos gravíssimos principalmente em plantas e animais. O óleo recobre
as penas e o pêlo dos animais, sufoca os peixes, mata o plâncton e os pequenos
crustáceos, algas e plantas na orla marítima. Nos mangues, o petróleo mata as
plantas ao recobrir suas raízes, impedindo sua nutrição (Figura 10). Além
disso, a baixa velocidade das águas e o emaranhado vegetal nesses locais
dificulta a limpeza.
O petróleo, embora seja um produto
natural, originário da transformação de materiais orgânicos, existe apenas em
grandes profundidades, entrando muito pouco em contato com o ambiente
terrestre, fluvial ou marítimo. É insolúvel em água e tem uma mistura corrosiva
venenosa com efeitos difíceis de combater.
A região da costa do Alasca, por
exemplo, continua a apresentar até hoje problemas resultantes dos resíduos do
óleo derramado pelo petroleiro Exxon Valdez, mesmo após 15 anos do acidente. Em
1989, o navio liberou 42 milhões de litros de óleo no mar contaminando uma
extensão de 1900 quilômetros. Técnicos do Greenpeace acreditam que a
recuperação da área ainda está longe de ser alcançada. A empresa Exxon, que
comercializa produtos da marca Esso, foi multada em US$ 5 bilhões pelos danos
ambientais causados, mas entrou na justiça recorrendo da decisão.
5. A energia é...
Um
recurso imprescindível para que possa existir vida no nosso planeta. Precisamos
da energia para nos movermos, para comunicarmos, para assegurar a iluminação e
o conforto térmico nas nossas casas, etc.
Qualquer ação que implique, por
exemplo, movimento, uma variação de temperatura ou a transmissão de ondas,
pressupõe a presença da energia. Pelo que, podemos defini-la como uma
propriedade de todo o corpo ou sistema, graças à qual, a sua situação ou estado
podem ser alterados ou, em alternativa, podem atuar sobre outros corpos ou
sistemas desencadeando nestes últimos processos de transformação. Esta
propriedade manifesta-se de modos diferentes, ou seja, através das diferentes
formas de energia que conhecemos como, por exemplo, química, nuclear, mecânica,
térmica, e outras.
5.1. Fontes de energia
Em nosso planeta encontramos
diversos tipos de fontes de energia. Elas podem ser renováveis ou não
renováveis.
5.1.1. Energias Renováveis
Diz-se que uma fonte de energia é
renovável quando não é possível estabelecer um fim temporal para a sua
utilização. É o caso do calor emitido pelo sol, da existência do vento, das
marés ou dos cursos de água. As energias renováveis são virtualmente
inesgotáveis, mas limitadas em termos da quantidade de energia que é possível
extrair em cada momento.
As principais vantagens resultantes
da sua utilização consistem no fato de não serem poluentes e poderem ser
exploradas localmente. A utilização da maior parte das energias renováveis não
conduz à emissão de gases com efeito de estufa. A única exceção é a biomassa,
uma vez que há queima de resíduos orgânicos, para obter energia, o que origina
dióxido de enxofre e óxidos de azoto.
A exploração local das energias
renováveis contribui para reduzir a necessidade de importação de energia, ou
seja, atenua a dependência energética relativamente aos países produtores de
petróleo e gás natural.
As fontes de energia renováveis
ainda são pouco utilizadas devido aos custos de instalação, à inexistência de
tecnologias e redes de distribuição experimentadas e, em geral, ao
desconhecimento e falta de sensibilização para o assunto por parte dos
consumidores e dos municípios.
Ao ritmo que cresce o consumo dos
combustíveis fósseis, e tendo em conta que se prevê um aumento ainda maior a
curto/médio prazo, colocam-se dois importantes problemas: i) questões de ordem
ambiental e ii) o fato dos recursos energéticos fósseis serem finitos, ou seja,
esgotáveis. As fontes de energia renováveis surgem como uma alternativa ou
complemento às convencionais.
5.1.1.1. Energia solar
Aproveitar a energia solar significa
utilizá-la diretamente para uma função, como aquecer um fluído (sistemas
solares térmicos), promover a sua adequada utilização num edifício (sistemas
solares passivos) ou produzir energia elétrica (sistemas fotovoltaicos).
O sol, não só é uma fonte de energia
inesgotável, como permite obter uma energia limpa e gratuita (após a instalação
das unidades de captação e armazenamento). Embora sejam necessários sistemas
auxiliares, que não utilizam energia renovável, o nível de poluição é muito
reduzido. Por outro lado, os sistemas de aproveitamento de energia solar são os
mais acessíveis, monetariamente, ao consumidor.
5.1.1.1.1.
Sistemas solares térmicos
O aquecimento de um fluído, líquido
ou gasoso, em coletores solares, é a utilização mais frequente da energia
solar. O aquecimento de água por esta via é hoje uma tecnologia viável e
economicamente competitiva em muitas circunstâncias. As aplicações mais
correntes verificam-se no setor doméstico, para produção de águas quentes para
banhos e, em alguns casos, para aquecimento ambiente. Além do setor doméstico,
existem também aplicações de grandes dimensões, nomeadamente em piscinas,
recintos gimnodesportivos, hotéis e hospitais. Também o setor industrial é
susceptível de utilizar sistemas solares térmicos, quer para as aplicações
acima mencionadas, quer quando há necessidade de água quente de processo a
baixa ou média temperatura.
Este tipo de sistema (Figura 11),
capta, armazena e usa diretamente a energia solar que neles incide. Os
edifícios constituem um bom exemplo de sistemas solares passivos. Um edifício
de habitação pode ser concebido e construído de tal forma que o seu conforto, a
nível térmico, no inverno e no verão, seja mantido com recurso reduzido a
energias convencionais (como a eletricidade ou o gás), com importantes
benefícios econômicos. Para isso, existe um grande número de intervenções ao
nível das tecnologias passivas, desde as mais elementares, como sejam o
isolamento do edifício e uma orientação e exposição solar adequados às
condições climáticas, a outras mais elaboradas, respeitantes à concepção do
edifício e aos materiais utilizados. Em muitas dessas intervenções o sobrecusto
relativamente a uma construção sem preocupações energéticas é mínimo. Em
situações em que esse sobrecusto é maior, ele é facilmente recuperado em
economia de energia e em ganhos de conforto.
5.1.1.1.2.
Sistemas fotovoltaicos
A energia solar pode ser diretamente
convertida em energia elétrica por intermédio das células fotovoltaicas. As
primeiras aplicações destes sistemas verificaram-se na alimentação permanente
de energia a equipamentos instalados em satélites espaciais.
Existem várias aplicações em que a
energia solar fotovoltaica pode ser utilizada com benefício, como por exemplo,
na irrigação agrícola, onde há uma relação direta entre as necessidades de água
e a disponibilidade de energia solar.
A integração de sistemas
fotovoltaicos em edifícios, nas suas fachadas e telhados, para fornecimento de
energia à rede elétrica, são ainda outra possibilidade de aproveitamento da
energia solar fotovoltaica, por exemplo, em países como a Alemanha e a Holanda
esta possibilidade é cada vez mais uma realidade (Figura 12).
5.1.1.2. Energia eólica
O vento tem origem nas diferenças de
pressão causadas pelo aquecimento diferencial da superfície terrestre, sendo
influenciado por efeitos locais, como a orografia e a rugosidade do solo.
Há centenas de anos que a humanidade
tenta utilizar a energia do vento. Pequenos moinhos têm servido para tarefas
tão diversas como a moagem de cereais, bombear água e, mais recentemente,
acionar turbinas para produzir eletricidade.
Existem, basicamente, dois tipos de
turbinas eólicas modernas:
Os sistemas de eixo horizontal são
os mais conhecidos. Consistem em uma estrutura sólida elevada, tipo torre, com
duas ou três pás aerodinâmicas que podem ser orientadas de acordo com a direção
do vento (Figura 13).
Os sistemas de eixo vertical são
menos comuns, mas apresentam a vantagem de captarem vento de qualquer direção.
Os locais com regime de
vento favorável encontram-se em montanhas e em zonas remotas. Daí que
coincidam, em geral com zonas servidas por redes elétricas antigas e com fraca
capacidade, dificultando o escoamento da energia produzida. As soluções
imediatas para o problema passam pela construção de linhas muito extensas,
cujos custos tornam os projetos pouco atrativos.
De referir também, que existem
implicações a nível ambiental que põem em causa a viabilização de alguns
projetos, tais como o ruído, o impacto visual e a influência na avifauna.
Qualquer destes aspectos tem
conhecido grandes desenvolvimentos. Quer seja através da condução de estudos
sistemáticos que mostram serem exagerados os receios anunciados, quer através
da consciencialização dos promotores para os cuidados a adoptar, mormente na
fase de construção, quer ainda pelas inovações tecnológicas que vão sendo
incorporadas (perfis aerodinâmicos ais evoluídos, novos conceitos de regulação,
máquinas de maior potência permitindo reduzir o número de unidades a instalar,
etc.), a evolução é, claramente, no sentido da crescente compatibilização ambiental
da tecnologia. Pelas razões anteriormente referidas, em grande parte dos casos
é exigido ao promotor de um parque eólico a realização de um estudo de
incidências ambientais, cujo grau de profundidade depende da sensibilidade do
local.
5.1.1.3. Biomassa
Esta é uma designação genérica que
engloba o aproveitamento energético da matéria orgânica, ou seja, dos resíduos
provenientes de restos vegetais, da agricultura e dos combustíveis resultantes
da sua transformação. A energia pode ser obtida através da combustão direta dos
materiais ou de uma transformação química ou biológica, de forma a aumentar o
poder energético do biocombustível.
Existem vários aproveitamentos deste
tipo de combustíveis, dos quais se salientam a combustão direta, o biogás, e os
biocombustíveis.
5.1.1.3.1. Combustão
Direta
A queima de resíduos florestais e
agrícolas produz vapor de água. Este, por sua vez, é canalizado para uma
turbina com o objetivo final de produzir eletricidade.
5.1.1.3.2. Biogás
O biogás é um gás combustível,
constituído em média por 60% de metano e 40% de CO2, que é produzido
através de um processo denominado digestão anaeróbia dos resíduos orgânicos, ou
seja, pela utilização de bactérias capazes de decompor os resíduos sem ser necessária
à presença de oxigênio. As áreas potenciais principais de produção de biogás
são as do setor agropecuário, da indústria de alimentos agrícolas, e dos
resíduos sólidos urbanos e a sua queima pode ser feita em pequenas instalações,
para produzir energia elétrica. Uma vantagem resultante da combustão do biogás
é a possibilidade de eliminar o metano, que é um dos gases que contribui para o
efeito de estufa (Figura 14).
5.1.1.3.3. Biocombustíveis
Englobam-se aqui os ésteres
metílicos (biodiesel) e os alcoóis. Através da transformação de certos óleos
vegetais, como o de girassol, colza, milho, palma ou amendoim obtém-se um
biodiesel que pode ser misturado com o gasóleo e alimentar motores deste tipo
(Figura 15). Outra fonte de matéria-prima é a recuperação dos óleos usados em
frituras (restauração, cantinas), mediante uma recolha seletiva. Estes óleos
podem ser facilmente transformados em biocombustível, tendo como vantagem
acrescida a eliminação de uma fonte de poluição.
Atualmente, o custo final do litro
de biodiesel é muito elevado por que:
ü A produção nacional de girassol e de colza não é
suficiente;
ü A produtividade agrícola é muito baixa, devido aos
processos de cultivo e ao tipo de solos;
ü O custo da recolha e do transporte da matéria-prima
é elevado.
5.1.1.4. Energia geotérmica
Caracteriza-se por ser a energia
térmica proveniente do interior da Terra (Figura 16). Os vulcões, as fontes
termais e as fumarolas (por ex. nos Açores) são manifestações conhecidas desta
fonte de energia. Atualmente, é utilizada em estações termais para fins
medicinais e de lazer, mas também pode ser utilizada no aquecimento ambiente e
de águas sanitárias, bem como, estufas e instalações industriais.
Numa central de energia geotérmica,
tira-se partido do calor existente nas camadas interiores da Terra, para
produzir o vapor que vai acionar a turbina. Na prática, são criados canais
suficientemente profundos para aproveitar o aumento da temperatura, e injeta-se
água. Esta, por sua vez, transforma-se em vapor (que é submetido a um processo
de purificação antes de ser utilizado) e volta à superfície, onde é canalizada
para a turbina.
As principais vantagens desta fonte
de energia são o fato de não ser poluente e das centrais não necessitarem de
muito espaço, de forma que o impacto ambiental é bastante reduzido. Ainda que
apresente também alguns inconvenientes, como por exemplo, o fato de não
existirem muitos locais onde seja viável a instalação de uma central geotérmica,
dado que é necessário um determinado tipo de solo, bem como a disponibilidade
de temperatura elevada no local até onde seja possível perfurar; ao perfurar as
camadas mais profundas, é possível que sejam libertados gases e minerais
perigosos, o que pode pôr em causa a segurança das pessoas que vivem e
trabalham perto desse local.
5.1.1.5. Energia hídrica
Esta energia alternativa, a energia
hídrica, resulta da água dos rios em movimento, águas essas que vão em direção
ao mar e que para além de conduzirem a água das nascentes captam a água das
chuvas. O movimento ou queda dessas águas das chuvas contém energia cinética
que pode ser aproveitada para produzir energia.
No decorrer do século XX, a produção
de hidroeletricidade foi efetuada principalmente através da construção de
barragens de grande ou média capacidade (Figura 17). O princípio de
funcionamento destas centrais é muito simples. Consiste em converter a energia
mecânica existente num curso de água, como um rio, em energia elétrica, que
pode ser transportada em grandes distâncias e finalmente usada em nossas casas.
Para aumentar o potencial do curso de água, constroem-se barragens, cujo
propósito é reter a maior quantidade de água possível e criar um desnível
acentuado.
Recentemente, a energia da água em
sido aproveitada por mini ou micro- hídricas. Estas são pequenos açudes ou
barragens, que desviam uma parte do caudal do rio devolvendo-o num local
desnivelado (onde estão instaladas turbinas), e produzindo, assim,
eletricidade.
No entanto, é preciso não esquecer
que a produção deste tipo de energia é diretamente dependente da chuva. Quando
a precipitação é mais abundante, a contribuição destas centrais atinge os 40%.
Pelo contrário, nos anos mais secos, apenas 20% da energia total consumida
provém dos recursos hídricos.
5.1.1.6. Energia dos oceanos e
das marés
O potencial de energia das marés e
das ondas aguarda por avanços técnicos e tecnológicos que permitam uma maior
aplicação. Ambas podem ser convertidas em energia elétrica, usando diferentes
tecnologias.
Numa central de aproveitamento da
energia das ondas, tira-se partido do movimento oscilatório das mesmas. Tal é
conseguido criando câmaras ou colunas em zonas costeiras. Essas câmaras estão,
parcialmente, cheias de água, e têm um canal aberto para o exterior por onde
entra e sai ar. Quando a onda se aproxima, a água que está dentro da câmara
sobe, empurrando o ar para fora, através do canal. Quando a onda desce, dá-se o
movimento contrário. No canal de comunicação de entrada e saída do ar existe
uma turbina que se move, consoante o movimento do ar na câmara. Tal como nos
outros casos, a turbina está ligada ao gerador elétrico, produzindo
eletricidade (Figura 18).
Outra forma de aproveitar a energia
dos oceanos é tirando partido do movimento constante das marés. As centrais de
aproveitamento da energia das marés funcionam de forma semelhante às barragens
hidroelétricas. De tal forma, que implicam a construção de grandes barragens,
atravessando um rio ou um estuário. Quando a maré entra ou sai da foz do rio, a
água passa através de túneis abertos na barragem. As turbinas, colocadas nesses
túneis, movimentam-se consoante às idas e vindas das marés.
No entanto, salienta-se que a implementação
de centrais é bastante complicada. No caso do aproveitamento da energia das
ondas, é necessário escolher locais onde estas sejam continuamente altas, o que
significa que a central deve suportar condições adversas e muito rigorosas. No
caso das marés, as barragens também têm de ser bastante resistentes. Além de
que, ocuparão uma área maior do que no caso das ondas, o que tem implicações
ambientais associadas, por exemplo, à renovação dos leitos dos rios.
5.1.2. Energias Não Renováveis
As fontes
de energia não renováveis são aquelas que se encontram na natureza em
quantidades limitadas e se extinguem com a sua utilização. Uma vez esgotadas,
as reservas não podem ser regeneradas. Consideram-se fontes de energia não
renováveis os combustíveis fósseis (carvão, petróleo bruto e gás natural) e o
urânio, que é a matéria-prima necessária para obter a energia resultante dos
processos de fissão ou fusão nuclear. Todas estas fontes de energia têm
reservas finitas, uma vez que é necessário muito tempo para repô-las, e a sua
distribuição geográfica não é homogênea, ao contrário das fontes de energia
renováveis, originadas graças ao fluxo contínuo de energia proveniente da
natureza.
Geralmente, as fontes de energia não
renováveis são denominadas fontes de energia convencionais, uma vez que o
sistema energético atual assenta na utilização dos combustíveis fósseis. São
também consideradas energias sujas, já que sua utilização é causa direta de
importantes danos para o meio ambiente e para a sociedade, como por exemplo,
destruição de ecossistemas, danos em bosques e aquíferos, doenças, redução da
produtividade agrícola, corrosão de edificações, monumentos e infraestruturas,
deterioração da camada de ozônio ou chuva ácida. Sem esquecer os efeitos
indiretos como os acidentes em sondagens petrolíferas e minas de carvão ou a
contaminação por derramamentos químicos ou de combustível.
Atualmente, um dos problemas
ambientais mais graves, resultante de um sistema energético que privilegia o
uso de fontes de energia não renováveis é o denominado efeito de estufa. As
instalações que utilizam combustíveis fósseis não produzem apenas energia, mas
também grandes quantidades de vapor de água e de dióxido de carbono (CO2),
gás que é um dos principais responsáveis pelo efeito de estufa do planeta. A
par deste, são ainda emitidos para a atmosfera outros gases nocivos como os
óxidos de azoto (NOx), de enxofre (SO2) e os hidrocarbonetos (HC).
Estes gases, por sua vez, provocam uma série de modificações ambientais graves
e cuja concentração na atmosfera causa a poluição das cidades, a formação de
chuvas ácidas, de névoa (denominada smog fotoquímico), o aumento do efeito
estufa do planeta e concentrações elevadas de ozônio troposférico.
O recurso à energia nuclear surgiu
como uma solução possível face ao problema do efeito de estufa (não são
emitidos gases poluentes para a atmosfera; contribui para a diversificação das
fontes de energia, diminuindo a vulnerabilidade do país às oscilações de preço
dos combustíveis fósseis; etc.), mas os riscos inerentes à produção de energia
elétrica recorrendo a esta fonte (perigo de explosão nuclear e de fugas
radioativas; produção de resíduos radioativos; contaminação radioativa; etc.),
sem esquecer também o custo elevado de construção e manutenção das instalações,
contribuem significativamente para que o uso desta fonte de energia continue a
ser encarada, por muitos, como um risco desaconselhável.
Outro problema que resulta de um
sistema energético baseado na utilização de combustíveis fósseis é a
dependência econômica dos países não produtores das matérias-primas. Em
alternativa, as energias renováveis são geralmente consumidas no local onde são
geradas, isto é, são fontes de energia autóctones. Desta forma, é possível diminuir
a dependência dos fornecimentos externos e contribuir ainda para o equilíbrio
interterritorial e para a criação de postos de trabalho em zonas mais
deficitárias. Neste sentido, estima-se que as energias renováveis são
responsáveis pela criação de cinco vezes mais postos de trabalho do que as
convencionais, que geram reduzidas oportunidades de emprego, atendendo ao seu
volume de negócio.
O rápido crescimento observado para
o consumo energético, com todos os problemas inerentes ao atual modelo
energético baseado nas energias não renováveis, fazem com que seja
imprescindível propor um novo modelo baseado na eficiência e na poupança
energética e na implementação das energias renováveis. É importante ter em
mente que os impactos ambientais, resultantes do modelo vigente, têm um grande
custo socioeconômico para a sociedade. Em virtude de um modelo energético
insustentável, o homem está sujeito às consequências econômicas que resultam,
bem como, aos impactos negativos da deterioração do meio ambiente.
5.1.2.1. Carvão
O
carvão é uma rocha orgânica com propriedades combustíveis, constituída
majoritariamente por carbono. A exploração de jazidas de carvão é feita em mais
de 50 países, o que demonstra a sua abundância. Esta situação contribui, em
grande parte, para que este combustível seja também o mais barato.
Inicialmente, o carvão era utilizado
em todos os processos industriais e, ao nível doméstico, em fornos, fogões,
etc. Foi inclusive o primeiro combustível fóssil a ser utilizado para a
produção de energia elétrica nas centrais térmicas. Refira-se que, em 1950, o
carvão cobria 60% das necessidades energéticas mundiais, mas atualmente esta
percentagem sofreu uma redução significativa. Nos dias de hoje, devido ao
petróleo e seus derivados, o carvão deixou de ser utilizado na indústria, com
exceção das siderúrgicas, e do setor doméstico (Figura 19). Estima-se que, com
o atual ritmo de consumo, as reservas disponíveis durem para os próximos 120
anos.
O principal problema da utilização
do carvão prende-se com os poluentes resultantes da sua combustão. De fato, a
sua queima, conduz à formação de cinzas, dióxido de carbono, dióxidos de
enxofre e óxidos de azoto, em maiores quantidades do que os produzidos na
combustão dos restantes combustíveis fósseis.
5.1.2.2. Petróleo
O petróleo é um óleo mineral, de cor
escura e cheiro forte, constituído basicamente por hidrocarbonetos. A refinação
do petróleo bruto consiste na sua separação em diversos componentes e permite
obter os mais variados combustíveis e matérias-primas.
As primeiras frações da refinação
(isto é, os primeiros produtos obtidos) são os gases butano e o propano, que
são separados e comercializados individualmente. No entanto, podem também ser
misturados com o etano constituindo, assim, os gases de petróleo liquefeitos
(GPL).
Um dos principais objetivos das
refinarias é obter a maior quantidade possível de gasolina. Esta é a fração
mais utilizada do petróleo e, também, a mais rentável, para a indústria de
refinação. Saliente-se que, todos os transportes, a nível mundial, dependem da
gasolina, do jet fuel (usado pelos aviões) e do gasóleo. Por esta razão, as
refinarias têm vindo a desenvolver, cada vez mais, os processos de
transformação das frações mais pesadas do petróleo bruto em gasolina e gasóleo.
Estima-se que, com o atual ritmo de
consumo, as reservas planetárias de petróleo se esgotem nos próximos 30 ou 40
anos (Figura 20).
Trata-se de um combustível muito
prejudicial para o ambiente em todas as fases do consumo:
ü Durante a extração, devido à possibilidade de
derrame no local da prospecção;
ü Durante o transporte, o perigo advém da falta de
viabilidade dos meios envolvidos, bem como, da utilização de infraestruturas
obsoletas;
ü Na refinação, o perigo de contaminação através dos
resíduos das refinarias é uma realidade;
ü No momento da combustão, devido à emissão para a
atmosfera de gases com efeito de estufa.
5.1.2.3. Gás Natural
O gás natural é um combustível
fóssil com origem muito semelhante à do petróleo bruto, ou seja, formou-se
durante milhões de anos a partir dos sedimentos de animais e plantas. Tal como
o petróleo, encontra-se em jazidas subterrâneas, de onde é extraído. A
principal diferença prende-se com a possibilidade de ser usado tal como é extraído
na origem, sem necessidade de refinação (Figura 21).
Junto às zonas de consumo, urbano
e/ou industrial, o gás natural passa dos gasodutos para as redes de
distribuição, que são instaladas, regra geral, por baixo dos passeios ou das
estradas, e através dos quais chega à casa dos consumidores.
Constituído por pequenas moléculas
apenas com carbono e hidrogênio, o gás natural apresenta uma combustão mais
limpa do que qualquer outro derivado do petróleo. Acresce também, que no que
respeita à emissão de gases com efeito de estufa (dióxido de carbono, dióxido
de enxofre e óxidos de azoto), a combustão do gás natural apenas origina
dióxido de carbono e uma quantidade de óxidos de azoto muito inferior à que
resulta da combustão da gasolina.
5.1.2.4. Energia Nuclear
A energia nuclear é produzida através
das reações de fissão ou fusão dos átomos, durante as quais são libertadas
grandes quantidades de energia que podem ser utilizadas para produzir energia
elétrica. A fissão nuclear utiliza o urânio, um mineral presente na Terra em
quantidades finitas, como combustível e consiste na partição de um núcleo
pesado em dois núcleos de massa aproximadamente igual.
Ainda que a quantidade de energia
produzida através da fissão nuclear seja significativa, este processo apresenta
problemas de difícil resolução:
ü Perigo de explosão nuclear e de fugas radioativas;
ü Produção de resíduos radioativos;
ü Contaminação radioativa;
ü Poluição térmica.
Em alternativa, a energia nuclear
pode também ser produzida através do processo de fusão nuclear, que consiste na
união de dois núcleos leves para formar outro mais pesado e com menor conteúdo
energético, através do qual se libertam também grandes quantidades de energia.
Este processo envolve átomos leves, como os de deutério, trítio ou hidrogênio,
que são substâncias muito abundantes na natureza.
O impacto ambiental resultante do
processo de fusão é muito menor, quando comparado com o da energia nuclear
produzida por fissão. Atualmente, esta fonte de energia encontra-se ainda numa
fase experimental, já que a tecnologia ainda não conseguiu criar reatores de
fusão devido às altas temperaturas necessárias para levar a cabo o processo.
Enquanto não se conseguir encontrar
uma forma segura de utilizar a energia nuclear e de proceder ao tratamento
eficiente e durável dos resíduos resultantes desta atividade, esta continuará a
ser encarada como um risco desaconselhável. No Brasil existem centrais
nucleares (Figura 22).
6. Estudo de caso:
Área contaminada por petróleo e
seus derivados
Qualquer
prática de biorremediação que se baseia em processos de degradação de
contaminantes orgânicos, deve ser iniciada com um extenso e cauteloso
levantamento hidrogeológico, geoquímico e microbiológico da área contaminada.
Dependendo das condições da região, a cinética de biodegradação dos compostos
será mais rápida ou mais lenta. As condicionantes do meio, devidamente
estudadas, vão nortear não apenas a melhor técnica de extração ou eliminação de
contaminantes, como também a possibilidade de biodegradação dos poluentes, o
que normalmente pode ocorrer como um polimento ou um incremento da remediação,
com ou sem estímulo da microbiota local.
Além da importância de se definir a
técnica a ser empregada, uma etapa preliminar de diagnóstico da área
contaminada também se faz necessária, pois permite que os profissionais
responsáveis pela remediação decidam, por exemplo, pelo uso de processos
adicionais para acelerar a biorremediação ou, em alguns casos, para promover a
atenuação natural monitorada (ANM). Neste último método, a ANM pode ser
utilizada, principalmente, nos casos em que uma análise exploratória permite
definir que a contaminação não representa riscos à sociedade, em curto, médio
ou longo prazo. Dessa maneira, é de grande importância realizar uma análise de
risco do local e, em seguida, determinar a taxa de degradação como forma de
prever até onde a pluma de contaminação irá se deslocar. Como mostra a Figura
23, quando a taxa de biodegradação for igual ou maior que a taxa de
deslocamento dos contaminantes, a pluma deixará de se deslocar e diminuirá de
tamanho. Neste caso, se a fonte receptora não for atingida, não existe a
necessidade de implantação de métodos mais drásticos e, então, a ANM seria uma
opção economicamente viável de recuperação da área contaminada. No entanto, se
o processo de ANM não evitar o deslocamento da pluma até as regiões de risco,
são necessários métodos que acelerem a degradação dos contaminantes (EPA, 2004;
USAEC, 2003).
Portanto, trabalhos de diagnóstico
correto e a implantação de um programa de ANM podem reduzir consideravelmente o
custo da remediação e evitar uma nova intervenção humana no local contaminado.
Com base nessa informação, não é por acaso que nos Estados Unidos, onde o
mercado ambiental se encontra mais bem desenvolvido que no Brasil, a maior
parte dos programas para a remediação de contaminações causadas por vazamento
de tanques de combustíveis subterrâneos é feita por atenuação natural
monitorada (EPA, 2004).
Segundo esse mesmo autor, nos EUA há
quase 16 mil casos de ANM utilizados em contaminações por tanques de
combustíveis subterrâneos contra, aproximadamente, três mil práticas de
biorremediação in-situ usadas com a
mesma finalidade. Portanto, se não há risco que justifique pressa para a
remediação da área contaminada por poluentes solúveis (alvo maior da
bioestimulação) ou insolúveis, recomenda-se deixar a natureza se autodepurar,
ou seja, optar pela atenuação natural. Ressalta-se, no entanto, que nos casos
de adoção da técnica da atenuação natural, os custos envolvidos na fase de
estudos podem ser bastante elevados, face à grande quantidade de informações
necessárias para subsidiar a tomada de decisão. É claro que todas essas
informações relacionadas aos custos e à eficiência da técnica devem ser
ponderadas e estudadas em laboratórios, antes de qualquer aplicação em grande
escala.
Uma outra possibilidade plausível de
intervenção, conforme recomendada pela CETESB (2004), seria a alteração do uso
e da ocupação do solo. Esta alternativa envolve os mesmos princípios da
atenuação natural com monitoramento, com a diferença que, para garantir a
ausência de riscos à saúde pública, ao ambiente e aos demais bens a proteger,
faz-se necessária uma redefinição ou restrição do uso do solo na área afetada.
Esta restrição deve ser válida durante o período no qual o programa de
monitoramento seja mantido.
Segundo a CETESB (2006), os
trabalhos envolvendo a biorremediação de solos, ocorrem em maior número no
Estado de São Paulo, onde a maior parte das áreas contaminadas, catalogadas por
esta agência ambiental, são provenientes de vazamentos de tanques subterrâneos
de postos de serviços. Em contaminações deste tipo, tem prevalecido a
utilização da biorremediação aeróbica in-situ.
Entretanto, segundo Aislabie et al. (2006), vale considerar que vários fatores
podem afetar a eficiência das técnicas de biorremediação in-situ. Dentre eles, o oxigênio tem se revelado o fator limitante
para microorganismos capazes de degradar aerobicamente contaminantes como o
petróleo e seus derivados. Na ausência da concentração adequada de oxigênio, a
degradação dos contaminantes irá cessar ou poderá proceder de forma mais lenta
por processos anaeróbicos. Também foi constatado por alguns pesquisadores que o
tratamento de solos utilizando as técnicas de biorremediação in-situ é tipicamente mais barato que os
tratamentos ex-situ. Nos processos in-situ, há um mínimo de distúrbio do
local, além de não ser necessária a utilização de grandes equipamentos. Por
outro lado, nos processos ex-situ, os
trabalhos que envolvem a remoção e o transporte das zonas contaminadas, na
maioria das vezes, é economicamente dispendioso, aumenta a exposição dos
trabalhadores aos contaminantes e nem sempre conduz à destruição ou à redução
da toxicidade dos compostos.
7. Uma descoberta importante
Cogumelo Ostra é capaz de
decompor fraldas descartáveis em apenas 2 meses.
A
descoberta de uma nova ferramenta contra o aquecimento global está mais próxima
de nós do que jamais imaginaríamos. E é sobre um pequeno cogumelo que poderemos
ter a partir de então novas perspectivas no tratamento do lixo das cidades.
Sabemos que os cogumelos podem ser
grandes aliados no combate às substâncias poluentes que vemos aos montes por
aí, onde eles além de promoverem grandes benefícios para o meio ambiente eles
possuem substâncias benéficas para a saúde humana.
Esse fungo faz de maneira eficiente,
sustentável e de graça uma perfeita destinação de resíduos domésticos, ao
compostar fraldas descartáveis (Figura 24), podendo ser uma grande ferramenta
para o saneamento urbano, inclusive para outros produtos. Esse é o tipo de
tecnologia que temos que ter em mente para desenvolvermos sistemas mais
sustentáveis.
8. Considerações Finais
De
modo geral, a biorremediação de solos apresenta-se como uma técnica bastante
eficiente na degradação de petróleo e seus derivados, mesmo em condições
ambientais extremas (MARGESIN e SCHINNER, 2001). Isso pode ser comprovado
facilmente pelo grande número de trabalhos publicados recentemente em
periódicos de grande relevância para a comunidade científica. Não obstante à
existência de alguns interferentes, como as condições ambientais
(principalmente os teores de umidade e de aeração dos solos) e a disponibilidade
de nutrientes, as vantagens como a relação custo-benefício e a eficiência de
degradação de compostos tóxicos e recalcitrantes, têm feito com que essa
técnica de remediação seja utilizada com frequência em vários países
desenvolvidos. Porém, ao contrário do que tem acontecido nos Estados Unidos, no
Brasil os projetos de biorremediação e de atenuação natural monitorada ainda
estão no campo da teoria, com poucos casos práticos, embora exista uma real
probabilidade de expansão. No caso do Brasil, a biorremediação in-situ é favorecida pelas condições
necessárias para a implementação de técnica, sobretudo, pelas condições
climáticas típicas da maioria das regiões geográficas nacionais.
Portanto, frente ao exposto, é
imperativo que o profissional responsável pela reabilitação da área apresente
uma caracterização completa do local contaminado, identificando os tipos de
contaminantes presentes, a delimitação da pluma de contaminação e uma avaliação
correta do passivo ambiental existente não apenas na área visível, mas também,
no subsolo. Essas informações detalhadas são fundamentais para que se possa
avaliar corretamente o risco de se utilizar essa área para qualquer que seja o
fim. Além de que é muito importante pensar em formas de fazer uma utilização
inteligente dos recursos energéticos que estão à nossa disposição. Ou seja, não
se pretende que os consumidores reduzam o seu nível de conforto, mas que o
mantenham evitando ao máximo os desperdícios. Desta forma, estarão a poupar
dinheiro e a proteger o ambiente.
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