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sábado, 27 de junho de 2015

O FIM DO PETRÓLEO: E AGORA ENGENHARIA CIVIL?



SEÇÃO OPINIÃO ESPECIALIZADA - 
CIÊNCIAS EMPÍRICO-FORMAIS




Co-autor, orientador e editor:

Prof. Gerson N. L. Schulz
FURG

Autores:

Bruno Troina
Cedemir Almeida
Francis Fonseca
Franklin Fonseca
Maicon Ramires
Rafael Aguiar da Costa
Thiago Porto
Willian Alikuri Pereira*

Acadêmicos do curso de Engenharia
Civil - FURG

* Acadêmico do curso de
Bacharelado em Química - FURG





1 Breve História e Importância do Petróleo





O tema deste artigo é um fantasma que assombrou o século XX e ainda assombra o XXI, o fim do petróleo. O assunto é até mesmo sucesso do cinema, como o cenário pós-apocalíptico da série dos anos 1980: "Mad Max". Filme no qual o petróleo acabou, houve uma guerra nuclear e os sobreviventes do holocausto vivem em uma terra sem o Estado. Alguns vivem isolados, outros em cidades governadas pela tirania e pela lei do mais forte, como é o caso de "Mad Max: beyond thunderdome".
O tema do fim do petróleo é enfatizado no segundo filme em que um grupo de pessoas controla um poço de petróleo e é assolado por uma gangue de homens e mulheres que se comportam com selvageria e querem o poço, uma alusão ao caos e aos conflitos que seriam gerados se qualquer tipo de lei que conhecemos realmente acabasse.
Em relação ao "sangue negro da terra", como alguns chamam o petróleo, acredita-se que sua origem tenha se dado há milhares de anos por meio da deposição de restos de animais e vegetais mortos nas profundezas de lagos, mares e oceanos que lentamente foram cobertos por sedimentos (pó de calcário, areia e etc). Mais tarde, esses sedimentos se transformaram em rochas sedimentares (calcário e arenito). Sob condições extremas de alta pressão e temperatura adequada, exercidas sobre essa matéria orgânica, inúmeras reações químicas complexas, formaram o petróleo.


Cena de "Mad Max: a estrada dos guerreiros",
interpretado por Mel Gibson.
 Propriedade de George Miller Produções



Algumas civilizações do mundo antigo já tinham conhecimento da existência do petróleo. Uma dessas civilizações foi o povo egípcio que utilizava o petróleo bruto como um dos elementos para o embalsamamento das múmias, além do emprego na junção de blocos de rochas da construção civil.
Contudo, essas civilizações utilizavam somente o petróleo que emergia à superfície do solo. Isso se deve ao fato do petróleo ser um fluído e, por isso, o mesmo se difunde (migra) atravessando as camadas terrestres mais permeáveis até chegar à superfície. Na maioria dos casos, durante o processo difusivo do petróleo, ele acaba ficando retido abaixo de formações rochosas impermeáveis que impendem sua movimentação.
Nos dias atuais, com a tecnologia disponível no século XXI, é possível extrair petróleo das mais diversas formas por meio da perfuração de poços em pontos estratégicos com o objetivo de atingir as bacias petrolíferas nas profundezas do subsolo, seja aquático ou terrestre. No ambiente terrestre a sonda de perfuração consiste de uma plataforma de base fixa a qual perfura o solo diretamente até atingir a reserva de petróleo. No ambiente aquático, a sonda de perfuração é construída em uma base flutuante ancorada com diversos cabos ao solo marinho que primeiramente perfura a camada terrestre subaquática (pós-sal), após, perfura uma grossa camada de sal e a camada do pré-sal para, finalmente, atingir o petróleo que se encontra aproximadamente 6.000 metros abaixo da linha d'água da superfície do mar.

2 Refino do petróleo e produtos derivados

O Petróleo pode ser descrito como uma substância fluida de cor escura altamente viscosa e densa, composta de hidrocarbonetos das mais diversas espécies. O refino do petróleo é feito por meio de um processo físico chamado destilação fracionada onde, por meio do aumento gradativo da temperatura do sistema, é possível separar cada uma dessas frações constituintes que vão desde gás natural até o asfalto. As primeiras frações da destilação do petróleo bruto de até 4 carbonos são gases: Metano [CH4] , Etano [C2H6], Propano [C3H8] e Butano [C4H10]. A partir de 5 até 12 carbonos temos a gasolina que é composta, principalmente, por dois isômeros de oito carbonos: O octano [CH3(CH2)6CH3] e o isoctano [CH3C(CH3)2CH2CH2(CH3)2].  A 3ª fração é o querosene com cadeias que vão de 9 até 16 carbonos. A 4ª fração é o óleo diesel com cadeias que vão de 15 a 18 carbonos. A 5ª fração é composta de óleos, graxas e lubrificantes de alta viscosidade com cadeias carbônicas que vão desde 17 até 30 carbonos. Na 6ª fração obtêm-se resíduos praticamente sólidos que constituem o asfalto (piche) conforme a figura 1:



    Figura 1 – Esquema ilustrativo do refino do petróleo e suas respectivas frações


3 Estimativas acerca da duração do petróleo


A partir da segunda metade do século XX os materiais plásticos e poliméricos se popularizaram no mercado devido ao seu baixo custo de produção. E também graças às vantagens que esses apresentam frente a outros materiais que constituíam antes as embalagens dos produtos comercializados no mercado. O plástico foi divulgado como um material praticamente revolucionário, pois não rasgava como o papel, não quebrava como o vidro e não enferrujava como o metal. Anos mais tarde, com o advento da informática computadorizada, a telefonia móvel e demais tecnologias digitais, houve um rápido aumento no consumo mundial de petróleo em poucos anos, especialmente para produção de polímeros na fabricação de peças eletrônicas.
Apesar de todas as ferramentas tecnológicas criadas e aperfeiçoadas direta e indiretamente pelas substâncias oriundas do refino de petróleo, existem pesquisas que apontam que dentro de algumas décadas não haverá mais bacias petrolíferas para suprir a crescente demanda, ou seja, o fim do petróleo é iminente. As previsões a respeito do término do petróleo variam de pesquisa para pesquisa, pois dependem dos dados da produção petrolífera anual em que a pesquisa é embasada e das projeções futuras feitas pelos estudiosos. O Economista turco Faith Birol, chefe da AIE (Agência Internacional de Energia), no final do ano de 2009 fez um alerta sobre o futuro do petróleo para a próxima década:

As reservas estão acabando duas vezes mais rápido do que se imaginava. O pico de produção dos países da Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEP), ou seja, o ponto máximo que os campos podem produzir depois do qual a produção entra em declínio já passou. Contando todos os poços do mundo, o pico estaria previsto para 2020 [...]. A produção não daria conta de atender a demanda que só se faz crescer (GUIMARÃES, 2009, p.1).

Um estudo realizado em 2014 pela empresa BP (British Petroleum) do Reino Unido, aponta o fim das reservas petrolíferas nos próximos 53 anos. Os resultados mostram que até o ano de 2067, pelo menos 1,687 trilhão de barris ainda serão consumidos e que as reservas de países como Rússia e Venezuela serão as últimas a se esgotar. Apesar desse dado preocupante, especialmente para os países membros da OPEP (Organização dos países exportadores de petróleo), a pesquisa não leva em consideração possíveis descobertas de novas reservas, uma vez que não há como prever isso com exatidão.

4 Utilizações de Derivados de Petróleo na Construção Civil


Foto divulgação

As aplicações de materiais poliméricos sintéticos oriundos do petróleo são inúmeras na construção civil devido principalmente às suas características tais como leveza, flexibilidade, resistência à corrosão. Isso permite a reutilização de restos da produção e a possibilidade de serem conformadas mecanicamente repetidas vezes, desde que reaquecidos. Os polímeros aditivados, por exemplo, são utilizados na impermeabilização de concretos e argamassas, membranas acrílicas e mantas asfálticas permitindo uma melhor proteção contra a infiltração de água (líquida ou vapor) e demais fluídos nas construções. Em se tratando de adesivos, há substâncias que produzem juntas flexíveis entre materiais sólidos, com elevada resistência ao cisalhamento. Elastômeros (borrachas), constituem boa parte das resinas fluídas (selantes) que são utilizadas para calafetar juntas de dilatação, vedar fissuras e furos.
Cada vez mais são utilizados aditivos para alterar as propriedades do cimento, para reduzir a quantidade de água no seu traço. Exemplo disso são resinas derivadas de petróleo (epóxi, vinílica, metilmetacrilato, poliéster) como aglomerantes no concreto, melhora-se, assim, o desempenho quanto à resistência química, especialmente em meios ácidos que irá adquirir características mais flexíveis que o concreto convencional.

5 Novas Tecnologias


Com a forte dependência moderna que a área da construção civil tem em relação ao petróleo e ao crescente número de estudos que reduzem o prazo da existência de combustível fóssil, algumas indústrias já começaram a trabalhar na obtenção de inovações e de soluções inteligentes para uma área que é de fundamental importância na sociedade moderna: as construção civil.
O "polietileno verde" da Braskem

Dentre essas tecnologias utilizadas o "polietileno verde" já é realidade. Este bioplástico de fonte renovável não depende do petróleo e não é biodegradável, apesar disso a cada tonelada produzida, absorve duas toneladas e meia de dióxido de carbono (CO2), um dos causadores do efeito estufa.

O benefício da resina derivada de fonte renovável é indiscutível, mas no resultado final trata-se de um polímero com características idênticas às do de origem fóssil. O plástico continua reciclável-não biodegradável. Por conta de sua estrutura análoga, os polietilenos verdes e os convencionais, ao final de sua vida útil, têm destinação igual e podem ser misturados no processo de reciclagem (RETO, 2014, p. 18).

A utilização do polietileno
 na construção civil é muito ampla, pois é usado em tubos e conexões em saneamento de água e esgoto, dutos utilizados em instalações subterrâneas de telefonia, redes de gás, irrigação para agricultura, condutores elétricos, caixas d'água, telhas, fossas sépticas, mangueiras, e muitos outros que poderão se servir da tecnologia do polietileno verde.
O polietileno verde estreou no mercado em 2012 sendo utilizado pela empresa Tigre na fabricação da nova linha de grelhas para coleta de água. A resina também é utilizada em cabos elétricos sendo os primeiros cabos ecológicos do mundo. A empresa Morlan produz arame zincado revestido com polietileno verde, que aumenta a proteção contra corrosão e a vida útil do arame.
Outra tecnologia é a do óleo de pirólise, que pode ser produzido a partir de resíduos de madeira, resíduos agrícolas e de grãos não-alimentícios. Este processo transforma esses óleos de origem vegetal nos mesmos materiais usados na fabricação de quase tudo na indústria química, como solventes, detergentes, plásticos e fibras. Cientistas da Universidade de Massachusetts, nos EUA, comprovaram que é possível obter espécies químicas monoméricas (olefinas), tais como etileno e propileno, para produção de materiais poliméricos, além de compostos aromáticos, como benzeno, tolueno e xilenos, usados em tintas, plásticos e poliuretano, a partir de óleos de pirólise de biomassa.


Conclusão


O tirano, Lord Humungus
Cena de "Mad Max: a estrada dos guerreiros"
Propriedade de 
George Miller Produções
Com base nas informações levantadas a partir das referências consultadas é possível concluir que o mercado econômico das grandes empresas e instituições recentemente impulsionaram o desenvolvimento de pesquisas e ferramentas tecnológicas a fim de obter produtos oriundos de fontes alternativas os quais apresentam propriedades semelhantes e/ou superiores aos mesmos já produzidos a partir do petróleo. Estes possuem aplicabilidade na construção civil, alguns deles já são realidade e fazem parte dos planejamentos, estando presente nos canteiros de obras. 
Enfim, as estimativas e previsões acerca do término do petróleo nas próximas décadas fazem com que sejam potencializadas as pesquisas nessa área, uma vez que a era do fim do petróleo é iminente, sendo assim, se torna imprescindível a realização de investimentos e estudos prévios para uma prevenção futura, para, ao menos, tentarmos remediar o drama descrito no cenário de "Mad Max".



Referências



AGUIAR, Mônica Marques Palermo de et al. Petróleo: Um Tema para o Ensino de Química. Química Nova na Escola, nº15, p.19-23, 2002.

BRASKEM. Como é produzido: Ciclo do Polietileno verde. Disponível em <http://www.braskem.com.br/site.aspx/Como-e-Produzido > Acesso em 3 dez. 2014.

CALZAVARA, Bruno. Era do petróleo parece viver seus últimos anos. Disponível em < http://hypescience.com/era-do-petroleo/ >. Acesso em 3 dez. 2014.

GUIMARÃES, Camila. Quando a era do petróleo vai acabar? Disponível em < http://revistaepoca.globo.com/Revista/Epoca/0,,EMI111553-15227,00-QUANDO+A+ERA+DO+PETROLEO+VAI+ACABAR.html > Acesso em 3 dez. 2014.

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Compostos petroquímicos são produzidos com óleo vegetal. Disponível em <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=petroquimicos-oleo-vegetal&id=010125101214 > Acesso em 3 dez. 2014.

MACHADO, Carla Martins. Química Orgânica. Rio Grande: Escola Estadual de Ensino Médio Bibiano de Almeida, 2009. Apostila.

RETO,Maria Aparecida de São. Biopolímeros. Plástico Moderno, n 474, p 16- 24, 2014.