Biorremediação de águas e solos contaminados por petróleo




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.

9. Referências Bibliográficas

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Comentários

Turma 10831 disse…
Boa noite, Maurício. O artigo é excelente. Haveria a possibilidade de me mandar as referências (Revista/Universidade em que foi publicado, ano etc.)
Agradecido.

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