notas de aulas de fontes alternativas

8/18/2019 Notas de Aulas de Fontes Alternativas

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FACULDADE PIO DÉCIMO 1

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ENG. ELÉTRICA – FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA RÔMULO A. OLIVEIRA

FONTES ALTERNATIVAS DE

ENERGIA

NOTAS DE AULA

Curso de Engenharia Elétrica - 8º PeríodoProfessor: Rômulo Alves de Oliveira

Aracaju - Sergipe2002

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CONTEÚDO

PáginasPETRÓLEO .................................................................................................... 1

GÁS NATURAL ................................................................................................. 11

CARVÃO ........................................................................................................... 24

NUCLEAR ...................................................................................................... 35

BIOMASSA .................................................................................................... 75

PCH ................................................................................................................... 98

SOLAR ............................................................................................................. 119

EÓLICA .......................................................................................................... 148

TERMELÉTRICA ...................................................................................... 189

EXERCÍCIO 01 ............................................................................................ 198

EXERCÍCIO 02 ............................................................................................ 199

LISTA DE SITES ......................................................................................... 200




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da Petrobras ter nascido do debate democrático, atendendo aos anseios do povo

brasileiro e defendida por diversos partidos políticos.

Quarta: Flexibilização do Monopólio, conforme a Lei 9478, de 6 de agosto de

1997. Hoje, aos 45 anos de existência, e sempre voltada para os interesses do País,a Petrobras implantou uma grande indústria petrolífera, reconhecida e respeitada em

todo o mundo.

PETRÓLEO NO MUNDO

Não se sabe quando despertaram a atenção do homem, mas o fato é que o

petróleo, assim como o asfalto e o betume, eram conhecidos desde os primórdios da

civilização. Nabucodonosor usou o betume como material de liga nas construçãodos célebres Jardins Suspensos da Babilônia. Os egípcios o usaram para

embalsamar os mortos e na construção de pirâmides, enquanto gregos e romanos

dele lançaram mão para fins bélicos. Só no século 18, porém, é que o petróleo

começou a ser usado comercialmente, na indústria farmacêutica e na iluminação.

Como medicamento, serviu de tônico cardíaco e remédio para cálculos renais,

enquanto seu uso externo combatia dores, cãimbra e outras moléstias. Até a metade

do século passado, não havia ainda a idéia, ousada para a época, da perfuração de

poços petrolíferos. As primeiras tentativas aconteceram nos Estados Unidos, com

Edwin L. Drake. Lutou com diversas dificuldades técnicas, chegando mesmo a ser

cognominado de "Drake, o louco". Após meses de perfuração, Drake encontra o

petróleo, a 27 de agosto de 1859.Passados cinco anos, achavam-se constituídas,

nos Estados Unidos, nada menos que 543 companhias entregues ao novo e

rendoso ramo de atividades.

Na Europa floresceu, em paralelo á fase de Drake, uma reduzida indústria de

petróleo, que sofreu a dura competição do carvão, linhita, turfa e alcatrão - matérias-

primas então entendidas como nobre. Naquela época, as zonas urbanas usavam

velas de cera, lâmpadas de óleo de baleia e iluminação por gás e carvão. Enquanto

isso, no campo, o povo despertava com o sol e dormia ao escurecer por falta de

iluminação noturna. Assim, as lâmpadas de querosene, por seu baixo preço, abriram

novas perspectivas ao homem do campo, principalmente, permitindo que pudesse

ler e escrever á noite.A invenção dos motores á gasolina e a diesel, no século



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passado, fez com que outros derivados, até então desprezados, passassem a ter

novas aplicações.Assim, ao longo do tempo, o petróleo foi se impondo como fonte

de energia eficaz. Hoje, além de grande utilização dos seus derivados, com o

advento da petroquímica, centenas de novos produtos foram surgindo, muitos delesdiariamente utilizados, como os plásticos, borrachas sintéticas, tintas, corantes,

adesivos, solventes, detergentes, explosivos, produtos farmacêuticos, cosméticos,

etc. Com isso, o petróleo além de produzir combustível e energia, passou a ser

imprescindível a utilidade e comodidades da vida de hoje.

FORMAÇÃO

A idade do nosso planeta, a Terra, é calculada em bilhões de anos. As jazidasde petróleo, não tão idosas, também têm idades fabulosas, que variam de um a

quatrocentos milhões de anos.Durante esse período, aconteceram grandes e

inúmeros fenômenos, como erupções vulcânicas, deslocamento dos pólos,

separação dos continentes, movimentação dos oceanos e ação dos rios,

acomodando a crosta terrestre.Com isso, grandes quantidades de restos vegetais e

animais se depositaram no fundo dos mares e lagos, sendo soterrados pelos

movimentos da crosta terrestre sob a pressão das camadas de rochas e pela ação

do calor. Esses restos orgânicos foram se decompondo até se transformarem em

petróleo.

GEOLOGIA

Aos detritos de rochas, resultantes da erosão da crosta terrestre pela ação da

natureza, dá-se o nome de sedimentos.Por longo tempo, os sedimentos foram se

acumulando em camadas, dando origem às rochas sedimentares. As diversas

camadas dessas rochas formam as bacias sedimentares. O petróleo só poderá ser

encontrado em áreas onde houve acumulação de restos orgânicos e rochas

sedimentares.Todavia, depois de formado, o petróleo não se acumula na rocha em

que foi gerado. Ele passa através dos poros das rochas, até encontrar uma outra

rocha que o aprisione, formando a jazida. A jazida é, então, uma rocha cujos poros

são ocupados pelo petróleo. No entanto, isso não significa que toda rocha



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sedimentar contenha uma jazida. Sua busca é tarefa árdua, difícil e exige muita

paciência.

ATIVIDADE

EXPLORAÇÃO

O ponto de partida na busca do petróleo é a Exploração, que realiza os

estudos preliminares para a localização de uma jazida. Nesta fase é necessário

analisar muito bem o solo e o subsolo, mediante aplicações de conhecimentos de

Geologia e de Geofísica, entre outros. A geologia realiza estudos na superfície que

permitem um exame detalhado das camadas de rochas onde possa haveracumulação de petróleo. Quando se esgotam as fontes de estudos e pesquisas de

Geologia, iniciam-se, então, as explorações Geofísicas no subsolo. A Geofísica,

mediante o emprego de certos princípios da física, faz uma verdadeira radiografia do

subsolo. Um dos métodos mais utilizados é o da Sísmica. Compreende verdadeiros

terremotos artificiais, provocados, quase sempre, por meio e explosivos, produzindo

ondas que se chocam contra a crosta terrestre e voltam à superfície, sendo

captadas por instrumentos que registram determinadas informações de interesse do

Geofísico.

PERFURAÇÃO

A perfuração é a segunda fase na busca do petróleo. Ela ocorre em locais

previamente determinados pelas pesquisas Geológicas e Geofísicas. Para tanto,

perfura-se um poço - o Poço Pioneiro - mediante o uso de uma sonda(ou Torre de

Perfuração) que é o equipamento utilizado para perfurar poços. Esse trabalho é feito

através de uma Torre que sustenta a coluna de perfuração, formada por vários

tubos. Na ponta do primeiro tubo encontra-se a broca, que, triturando a rocha, abre o

caminho das camadas subterrâneas. Comprovada a existência de petróleo, outros

poços são perfurados para se avaliar a extensão da jazida. Essa avaliação é que vai

determinar se é comercialmente viável, ou não, produzir o petróleo descoberto. Caso

positivo, o número de poços perfurados forma um Campo de Petróleo.



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PRODUÇÃO

Revelando-se comercial, começa a fase da Produção naquele Campo. Nesta

fase, o óleo pode vir à superfície espontaneamente, impelido pela pressão interna

dos gases. Nesses casos temos os chamados Poços Surgentes. Para controlar esseóleo usa-se, então, um conjunto de válvulas denominado Árvore de Natal. Quando,

entretanto, a pressão fica reduzida, são empregados processos mecânicos, como o

Cavalo de Pau, equipamento usado para bombear o petróleo para a superfície, além

de outros. Os trabalhos em mar seguem os mesmos critérios aplicados em terra,

mas utilizam equipamentos especiais de perfuração e produção: as Plataformas e os

Navios-Sonda. Junto à descoberta do petróleo pode ocorrer, também, a do Gás

Natural. Isso acontece, principalmente, nas bacias sedimentares brasileiras, onde ogás natural, muitas vezes, encontra-se dissolvido no petróleo, sendo separado

durante as operações de produção. Tecnicamente chama-se a isto de Gás

Associado ao Petróleo. O petróleo e o gás descobertos não são totalmente

produzidos. Boa parte deles fica em disponibilidade para futuras produções, em

determinado momento. São chamadas Reservas de Petróleo e de Gás. Dos campos

de produção, seja em terra ou mar, o petróleo e o gás seguem para o parque de

armazenamento, onde ficam estocados. Este parque é uma grande área na qual se

encontram instalados diversos tanques que se interligam por meio de tubulações.

REFINO

Uma Refinaria é como uma grande fábrica, cheia de equipamentos complexos

e diversificados, pelos quais o petróleo vai sendo submetido a diversos processos

para a obtenção de muitos derivados. Refinar petróleo é, portanto, separar suas

frações, processá-lo, transformando-o em produtos de grande utilidade: os derivados

de petróleo. A instalação de uma Refinaria obedece a diversos fatores técnicos, dos

quais destacam-se a sua localização nas proximidades de uma região onde haja

grande consumo de derivados e/ou nas proximidades das áreas produtoras de

petróleo, A Petrobrás possui 11 refinarias, estrategicamente localizadas do norte ao

sul do País. Responsáveis pelo processamento de milhões de barris diários de

petróleo, essas refinarias suprem nosso mercado com todos os derivados que



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podem ser obtidos a partir do petróleo nacional ou importado: gasolina, óleos

combustíveis, além de outros.

O óleo cru é o petróleo proveniente dos poços, em seu estado natural ou forma

ainda não processada. Tem densidade que varia amplamente --- as vezes tãopesado e viscoso que não é possível ser agitado com um bastão, as vezes leve e

diluído que dificilmente parece ser líquido. Em termos de cor há variações de um

amarelo bem claro a um negro opaco.

Processos de Refino

Diversos processos são empregados no refino do óleo cru. Alguns são

extremamente complexos e constantemente pesquisadores estão desenvolvendonovos métodos de refino mais eficazes, para obtenção de produtos mais úteis. Os

processos são selecionados de acordo com os produtos que serão manufaturados e

o mercado que a refinaria visa abastecer . O refino começa com o fracionamento do

petróleo em diferentes partes. Isto é efetuado na maioria das vezes por destilação.

As frações resultantes incluem gasolina, querosene, gasóleo, lubrificantes e outras

substâncias. A maior parte das frações são tratados mais adiante e convertidas em

produtos comercializáveis para uso combustível, lubrificação, materiais para

pavimentar estradas, solvente de tintas, revestimentos e vários compostos químicos.

Um processo denominado cracking ou craqueamento é utilizado para "quebrar"

compostos químicos muito grandes em substâncias menores. Há ainda outros

tratamentos, como a dessalinização que remove impurezas e melhora as

propriedades do produto. Os processos que normalmente são incluídos nas

refinarias modernas são destilação, cracking ou craqueamento, polimerização,

alquilação, dessulfurização, dessalinização, desidratação e hidrogenação.

Destilação

Produtos como a gasolina, óleo diesel, asfalto e óleo combustível são

recuperados a partir do óleo cru por destilação. Este é bombeado até as unidades

de destilação e aquecido; uma porção se transforma em vapor. Esse processo de

aquecimento separa os diversos componentes presentes no petróleo em grupos que

tem similar ponto de ebulição. Quando o vapor se condensa, esses grupos são

condensados separadamente, formando os destilados, que podem ser usados desta



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maneira ou processados para se obter um produto mais proveitoso ou de melhor

qualidade. A porção de óleo cru que não se vaporiza na destilação, chamada de

resíduo, pode ser usada como óleo combustível ou também ser processada, em

produtos de maior demanda.Cracking ou Craqueamento

O processo de craqueamento quebra as moléculas de hidrocarbonetos

pesados convertendo-as em gasolina e uma série de destilados com maior valor

comercial. Os dois tipos principais de craqueamento são o térmico e o catalítico. · O

craqueamento térmico usa calor e altas pressões para efetuar a conversão de

grandes moléculas em outras menores. · O craqueamento catalítico faz uso de um

catalisador, substância que realiza a conversão em condições de pressão maisreduzidas. O catalisador facilita o quebramento das moléculas.Catalisadores mais

usados: platina, alumina, bentanina ou sílica. O uso de temperaturas relativamente

altas é essencial em ambos os tipos de craqueamento.

Polimerização

De um certo modo, a polimerização é o oposto do craqueamento, isto é,

moléculas de hidrocarbonetos mais leves que a gasolina são combinadas com

moléculas semelhantes para produzir gasolina com alto teor de octano

(hidrocarboneto com 8 carbonos), de elevado valor comercial. Existem dois tipos de

polimerização: a térmica e a catalítica. O uso de catalisadores, como no

craqueamento, faz com que as condições exigidas na conversão não sejam tão

severas.

Alquilação

Semelhante a polimerização, o processo converte moléculas pequenas em

moléculas mais longas, como as que compõem a gasolina. Difere da polimerização,

pois neste processo podem ser combinadas moléculas diferentes entre si. A

gasolina obtida usualmente apresenta um alto teor de octano, sendo de grande

importância na produção de gasolina para aviação.

Dessulfurização

O óleo cru e derivados podem conter uma certa quantidade de compostos de

enxofre, como gás sulfídrico, mercaptanas, sulfetos e dissulfetos. Diversos



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processos são usados para dessulfurizar esses produtos, dependendo do tipo de

enxofre presente e da qualidade desejada para o produto final.

Dessalinização

Muitos processos são utilizados para remover sal e água do óleo cru. Este éaquecido e um "quebrador" de emulsão é adicionado. A massa resultante é

decantada ou filtrada para retirar a água e o sal.

Hidrogenação

Processo desenvolvido por técnicos alemães para a transformação de carvão

em gasolina. Nele, as frações do petróleo são submetidas a altas pressões de

hidrogênio e temperaturas entre 26oC e 538oC, em presença de catalisadores.

TRANSPORTE

O transporte na indústria petrolífera se realiza por Oleodutos, Gasodutos,

Navios Petroleiros e Terminais Marítimos. Oleodutos e Gasodutos são sistemas que

transportam, respectivamente, o óleo e o gás, por meio de dutos (tubos)

subterrâneos. Navios Petroleiros transportam gases, petróleo e seus derivados e

produtos químicos. Terminais Marítimos são instalações portuárias para a

transferência da carga dos navios para a terra e vice-versa. Instalados

estrategicamente em diversos pontos do País, a Petrobrás dispõe, de 8 Terminais,

uma rede de dutos e uma ampla frota de Navios



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=============================================================================ENG. ELÉTRICA – FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA RÔMULO A. OLIVEIRA

GÁS NATURAL

ORIGEM E COMPOSIÇÃO

O gás natural pode ser proveniente de 3 (três) fontes: da degradação da

matéria orgânica por bactérias anaeróbicas; da degradação da matéria orgânica e

do carvão a temperatura e pressão elevadas; ou da alteração térmica dos

hidrocarbonetos líquidos. Por outro lado, a matéria orgânica fóssil (querogêneo)

pode ser de dois tipos: seca, quando derivada de matéria vegetal; e gordurosa,

quando proveniente de algas e de matéria de origem animal.O querogêneo seco, alcançando lentamente maiores profundidades do solo,

passa a sofrer um processo gradual de cozimento, sendo então transformado em

linhito, carvão negro, xisto carbonífero e metano. O gás natural pode ser gerado

tanto através dos processos de decomposição do querogêneo seco quanto do

gorduroso. Estima-se, portanto, que as reservas de gás natural existentes sejam

maiores que as de petróleo e de carvão, visto que ele pode ser encontrado na

natureza na presença destes dois elementos, ou procedente destes, dependendo desua origem. Além disso, segundo uma teoria largamente aceita, quanto maior a

profundidade, maior a probabilidade de se encontrar gás natural acumulado -

dependendo do tipo de solo, uma vez que o gás facilmente se dispersa. Pode-se

generalizar dizendo que, a partir de 6km de profundidade, somente gás natural pode

ser encontrado.

O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos, desde o metano (CH4) até

hexano (C6H14).

O gás natural do petróleo, metano, é um hidrocarboneto saturado com um

átomo de carbono com todas as suas valências preenchidas, de fórmula CH 4, que

no poço, pode estar associado ou separado do petróleo bruto, podendo ser

encontrado sozinho, sem o petróleo que emigrou. Poço Seco.

Quando o gás natural apresenta hidrocarbonetos mais pesados que o

propano (C3H8), normalmente é beneficiado em uma Unidade de Processamento de

Gás Natural (UPGN), para separar os gases leves das frações pesadas, que se



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apresentam normalmente na fase líquida, de onde se obtêm GLP (butano e

propano) e gasolina natural.

O gás natural antes do processamento é considerado gás natural úmido, por

conter líquido de gás natural (LGN), porém depois de processado, ainda precisa da

retirada de vapor d'água, para permitir operação a baixa temperatura sem formar

hidratos que causam obstrução nas linhas e equipamentos delicados. O produto

desidratante é o glicol.

O gás natural distribuído para consumo, após seu processamento nas

UPGNs, é uma mistura composta basicamente por metano (cerca de 90 %), etano

(de 5 a 8 %), propano e traços de hidrocarbonetos mais pesados. Além disso,

apresenta gases inertes como nitrogênio, gás carbônico e, às vezes, hélio. A

composição do gás natural apresenta algumas variações, de acordo com a sua

origem e o seu processamento.



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VANTAGENS

O gás natural possui as seguintes vantagens:

• Único gás mais leve do que o ar, dissipando-se rapidamente na atmosfera;

• Apresenta combustão completa;

• Permite queima direta;

• Apresenta elevada eficiência térmica;

• Tem o mais baixo ponto de ebulição;

• Possui os maiores limites de inflamabilidade em mistura com o ar;

•

Apresenta grande versatilidade de usos;• Substitui qualquer energia convencional;

• Possibilita controle de vazão e temperatura;

• Reduz o tempo e o número de paradas de manutenção;

• Aumenta a disponibilidade de equipamentos;

• Não deposita contaminantes no produto;

• Confere maior segurança;

• Dispensa estocagem;

• É isento de compostos pesados;

• As emissões de SO2 são insignificantes;

• As emissões de NOx são reduzidas em comparação com todas as demais de

combustíveis fósseis;

DENSIDADE

O gás natural, em comparação com o óleo combustível, requer operação

cuidadosa, sob o ponto de vista de combustão espontânea, porém, é mais seguro

quando comparado com o GLP, pois tem densidade de 0,6 em relação ao ar,

enquanto o GLP sendo > 1,0, tende a se acumular no piso, o gás natural, sendo

mais leve que o ar, acumula-se no teto ou vai embora.

Para que esta característica venha a se tornar um vantagem real, é

necessário garantir a ventilação dos ambientes onde possam ocorrer vazamentos do



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gás natural, evitando-se ambientes confinados, capazes de acumular misturas

explosivas, com o ar atmosférico.

INFLAMABILIDADE

O limite de inflamabilidade para o gás natural está entre 5% (mínimo) e 15%

(máximo), em volume de gás no ar atmosférico, sendo sua temperatura de ignição

da ordem de 600º C. Desse modo, o estreito limite de inflamabilidade associado a

sua alta temperatura de ignição, fazem com que os riscos de explosões, nos casos

de vazamentos de gás natural, sejam bastante limitados.

RESERVAS E PERSPECTIVAS

As primeiras descobertas de gás natural ocorreram na Bahia, em 1941. Sua

utilização deu-se basicamente em pequenas indústrias locais e na central de

geração térmica de Cotegipe. Somente em 1973, com o desenvolvimento do Pólo

Petroquímico de Camaçari (Bahia) e a construção das unidades de fertilizantes em

Sergipe, houve um maior aproveitamento do gás natural, basicamente na região

Nordeste. No cenário energético nacional, o gás natural começou a despontar

somente em 1985. As maiores reservas de gás natural encontram-se na bacia de

Campos, no Amazonas (Urucu e Juruá), na Bahia e em Alagoas.

As reservas do Brasil que em 30.06.86, totalizavam 93.365 milhões de metros

cúbicos, sendo 45.830 em terra e 45.535 no mar. Em 1991 alcançou 130 bilhões de

metros cúbicos (Revista Petro e Gás - setembro de 1992). A ultima informação da

Folha de São Paulo edição de 21.08.96, dá conta de que um novo campo no oceanona costa do Espírito Santo, eleva a nossa reserva de combustível para 158,93

bilhões de metros cúbicos.

Considerando os usos finais do gás comercializado em 1995, 94% foram

destinados ao setor industrial, dos quais 65% como combustível industrial e 29%

como matéria prima nos processos industriais. O uso residencial aparece nas

estatísticas como algo em torno de 5%.



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No setor industrial, os segmentos responsáveis pelos maiores volumes de gás

consumidos são os de:

• Química – 24%;

• Siderúrgica – 21%;

• Vidros – 15%;

• Papel/gráfica, cerâmica e alimentos/bebidas, com 9%.

É neste setor que se situam as principais oportunidades de utilização do gás

natural, principalmente no mercado de energia térmica, na geração de energia

elétrica e na co-geração.

Muitos indícios apontam que as reservas de gás natural existentes no mundo

são em número bem maior que as de petróleo e carvão. Um destes é o

anteriormente mencionado fato do gás natural ser encontrado na presença de

ambos os combustíveis citados, ou procedendo destes conforme sua origem. Outros

fatores de ordem estratégica vêm impulsionando o consumo do gás natural no

mundo:

• Reservas crescentes e equivalentes a cerca de 60% das reservas de petróleo;

• O fato de haver mais de 50 países produtores, criando um importante fluxo de

comércio internacional;

• A possibilidade de redução da dependência de fontes convencionais de energia,

como o petróleo, o carvão, a hidreletricidade e a energia nuclear;

Na América Latina as reservas de gás natural têm-se mantido constantes,

principalmente em função das indefinições do real papel do gás natural na matriz

energética dos dois países que dispõem das maiores reservas nesta região (México

e Venezuela).

No mundo, o gás natural tem apresentado índices significativos de

crescimento, principalmente devido aos choques do petróleo ocorridos em 1973 e

em 1979, quando as grandes potências consumidoras de energia defrontaram-se

com a elevação dos preços de petróleo causada pela OPEP e tomaram a decisão de

diversificar seus suprimentos de energia, modificando substancialmente suas



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matrizes energéticas. A conscientização das questões ambientais e a globalização

da economia mundial, com a exigência de padrões elevados de qualidade para

produtos exportados, impulsionaram ainda mais o uso do gás natural.

Por essas razões, atualmente a participação do gás natural na matriz

energética mundial é da ordem de 23%. Mesmo em alguns países não produtores,

como Japão, Espanha e Itália, a utilização do gás natural vem crescendo a índices

surpreendentes a partir do início da década de 70.

Em termos internacionais, o uso de gás natural é mais intenso na Rússia e na

Argentina. No que se refere à comercialização do gás natural, a Europa Oriental

lidera em termos continentais, seguida da América do Norte (os EUA consomem

cerca de 1,3 bilhões de metros cúbicos/dia e a Rússia, 1 bilhão/dia).

PRODUÇÃO

A produção brasileira, em 1988, andava em torno de 17,7 milhões de m³,

sendo que para 1997, estima-se em 71 milhões de metros cúbicos, depois das

descobertas da Bacia de Campos no Rio de Janeiro. Também está se revelando

promissora, a Bacia Sedimentar do Alto Amazonas, começando com as áreas do

Rio Juruá, Rio Tefé e Rio Jutaí, onde já foi instalada uma UPGN (Unidade de

Processamento de Gás Natural).

Grande parte da produção de gás natural é reinjetada nos poços de petróleo

para proporcionar pressão para recuperação secundária. Quando a recuperação

primária do petróleo bruto cessa por falta energia para trazer o petróleo a superfície,

injeta-se gás ou água, embora o gás seja recuperado futuramente.

Alem da produção nacional, o Brasil é sem duvida um grande consumidor em

potencial para o gás importado da Argentina e da Bolívia, sendo que a Petrobrás, jáestá em entendimentos com o Banco Mundial, para compra de 3.450km de tubo

para o gasoduto de 32 polegadas, confirmada como foi pela Netherland Swell &

Associates, a reserva de 130 bilhões de m³ de gás na Bolívia, viabilizando o

Contrato de Fornecimento de 96,3 bilhões de m³ para os próximos 20 anos, entre a

Bolívia e o Brasil.



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PROC ESSAMENTO E DISTRIBUIÇÃO

O transporte do gás natural apresenta certas peculiaridades por tratar-se de

uma forma de energia tanto primária (quando utilizada como matéria prima para

indústrias petroquímicas ou de fertilizantes) quanto secundária (quando empregadacomo combustível).

O transporte do gás natural pode ser efetuado de 3 modos diferentes:

A) Fase gasosa: por gasodutos ou em reservatórios pressurizados;

B) Fase líquida: em reservatórios criogênicos (temperatura de 162º C negativos)

dispostos em navios metaneiros, trens ou caminhões;

C) Gás transformado: entrando na composição de outro produto (fertilizantes,

metanol, ferro, esponja, etc.);

O transporte por meio de gasodutos é hoje amplamente difundido nos países

industrializados.



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Por medida de segurança é obrigatório uma perfeita sinalização através de

marcos, balizas e indicações de passagem de estradas, rios, vias férreas e etc. A

proteção catódica complementa a proteção por revestimento externo contra corrosão

devido à fenômenos elétricos (raios). Fiscalização constante, checagem e reparos

periódicos são em geral suficientes para minimizar satisfatoriamente os riscos de

acidentes com gasodutos.

Apesar de ser transportado basicamente por dutos, em seu estado gasoso, o

gás natural também pode ser feito pressurizado e transportado em cilindros (GNC)

ou ainda em estado líquido (GNL), onde seu volume é reduzido em 600 vezes,

facilitando o transporte em caminhões ou navios.

Em 1990 o Brasil já contava com mais de 3 mil quilômetros de gasoduto que

interligava os campos de produção da Bahia, Sergipe, Alagoas, Rio de Janeiro e Rio

Grande do Norte, com as indústrias e demais consumidores. A linha de gás é o meio

de transporte para o gás natural chegar até aos consumidores, cujas características

principais são:

• Estanqueidade, o que permite a preservação das características de economicidade

do sistema e de segurança operacional;

• Cálculo adequado, do ponto de vista de dimensionamento, para evitar perdas de

carga prejudiciais, e com margem para expansões futuras;

• Válvulas de bloqueio de tipo compatível e corretamente posicionadas, para os

sangradouros, drenos de condensado, tomadas de amostras, purgadores,etc;

• Em alguns casos é pratico, substituir ou associar às válvulas de bloqueio, selos

hidráulicos e equipamentos de uso normal em linhas de gás;

• Juntas de dilatação que são componentes de segurança industrial, visando a

preservação da integridade física, no caso de tensões térmicas;

As duas primeiras unidades de processamento de gás natural do país, foram

instaladas em Catu e em Candeias, na Bahia, em 1962 e 1970, respectivamente.



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Em 1981 (Atalaia-SE), em 1983 (Rio-RJ), em 1985 (Guamaré-RN), em 1987

(Cabiunas-RJ, ASFOR-CE e a 2ª unidade da Reduc) e 1991 (Lagoa Parda-ES,

montada em skid) que já foi substituída por uma unidade maior, transferida para

Alagoas.

OUTRAS UTILIZAÇÕES

Como Combustível em Veículos

Definição

O gás natural veicular é uma mistura de gases (hidrocarbonetos leves e

gases inertes) com cerca de 90% de metano. Não é Tóxico. Após sua extração, o

gás natural é enviado por gasoduto às Unidades de Processamento de Gás natural

(UPGN) para retirada de frações condensáveis e mais pesadas do gás natural, como

a gasolina natural e o gás liqüefeito do petróleo - GLP (mistura de propano e butano)

- gás de cozinha, resultando em um gás seco, limpo e extremamente leve em

relação ao ar, com excelentes qualidades energéticas para consumo nos veículos e

indústrias.

Utilização e Segurança

O gás natural é reconhecidamente mais seguro que os demais combustíveis.

Por ser mais leve, o gás, em caso de vazamento, se dissipa rapidamente na

atmosfera, diminuindo o risco de explosões e incêndios e, ainda, para se inflamar é

necessário que se submeta a uma temperatura superior à 620º C. Somente paraefeito de comparação, o álcool se inflama à 200º C e a gasolina à 300º C.

Além disso, o sistema possui umas válvulas de segurança que se fecham,

caso haja algum rompimento na tabulação e um esquema de exaustão, caso ocorra

algum vazamento. O gás natural é armazenado em cilindros de aço reforçados,

capazes de resistir a choques ao impacto de projéteis e armas de fogo, de acordo

com os testes realizados, garantindo assim sua segurança. Os cilindros e demais

componentes do Kit de Conversão carregados no veículo são projetados para



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suportar alta pressão em que o gás é armazenado. Outro fator de segurança na

utilização do gás natural é que o abastecimento do veículo no posto é feito sem que

haja contato com o ar, evitando assim qualquer possibilidade de combustão. O

conceito de segurança deste combustível é reconhecido em vários países, tais

como, os EUA que utilizam o GNV inclusive em ônibus escolares. E em muitos

países da Europa.

É utilizado nos EUA, Canadá, Austrália, Argentina, Itália, Rússia, Áustria,

demais países da Comunidade Econômica Européia e o Brasil.

Tipos de Veículos/Motores e Efeito Ambiental

A queima do gás natural é muito mais completa que a queima da gasolina, do

álcool e do diesel. Por isso, os veículos movidos à gás emitem menos poluentes

(óxidos nitrosos, dióxido de carbono e principalmente o monóxido de carbono). O

gás natural é sem dúvida a melhor opção de combustível para a utilização em

centros urbanos, onde os controles de poluição estão ficando cada vez mais

rigorosos, contribuindo assim para a melhoria da qualidade de vida da população.

Ele atende aos limites estabelecidos pelo PROCONVE (Programa de Controle de

Emissões por Veículos Automotores).

O gás natural veicular, combustível moderno e econômico, pode ser usado

com a máxima segurança, economia e desempenho em todos os tipos de motores,

inclusive no diesel, sendo mais econômico nos motores a álcool e gasolina, com a

simples instalação do kit de conversão para gás, ou seja, pode ser utilizado em

frotas de empresas, frotas de ônibus urbanos e interurbanos, veículos de carga,

frotas de serviço público, táxis, veículos particulares e veículos pesados. Tendo

como vantagens: aumento da vida útil do motor; menor carbonização do motor;redução dos custos de manutenção; maior intervalo nas trocas de óleos

lubrificantes; maior intervalo nas trocas de filtros; maior intervalo nas trocas de tubos

de escapamento, etc.



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Conversão e Manutenção dos Veículos

Os usuários devem procurar uma oficina credenciada pelo INMETRO para a

efetiva instalação do kit de conversão. A SOSGÁS é uma oficina devidamente

credenciada e emite o "Certificado de Homologação do Veículo", documento

necessário para regularização do veículo.

A manutenção é a mesma especificada pelo fabricante do veículo original. É

necessário apenas que se faça uma verificação periódica do kit de conversão,

seguindo as orientações especificadas do fabricante.

Para fazer a conversão de um veículo a gás natural veicular, geralmente é de

3 a 6 horas de trabalho em função da complexidade da instalação. É possível retirar

o kit de conversão e passá-lo para outro veículo, fazendo algumas modificações de

acordo com o veículo, sendo necessário uma nova oficialização.

Vantagens

• Economia de aproximadamente 70% no valor do combustível;

• Redução da alíquota do IPVA;

• Maior vida útil do motor;

• As características de sua queima são pouco agressivas ao meio ambiente;

• O Veículo torna-se bi-combustível. A conversão do carro para o GNV não elimina a

possibilidade de utilizar o combustível original;

• Maior duração de calibração dentro dos limites de poluentes, por ser um sistema

estável;

Potência

Na maioria das vezes há uma pequena perda de potência. Em alguns casos,

mais ou menos significativa. Entretanto, existe um equipamento chamado variador

de avanço que recupera praticamente toda a potência perdida. Este equipamento

pode ser instalado no ato da conversão ou mais tarde, caso sinta necessidade.

Recomenda-se a troca das velas, cabos de velas e filtro de ar, pois muitas vezes há

uma melhora considerável.



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Como Fonte Alternativa de Energia

Termelétrica

No caso de uma usina termelétrica, temos uma combinação diferente: a

fornalha, onde é queimado o combustível; a caldeira, onde é produzido o vapor. O

jato de vapor extraído da caldeira gira a turbina que, por estar interligada ao eixo do

gerador faz com que este entre em movimento, gerando a eletricidade.

O local escolhido para a instalação da primeira grande termelétrica do Estado

de São Paulo foi o município de Cubatão, na Refinaria Presidente Bernardes -

RPBC, que reúne um grande número de vantagens estratégicas, tais como a

disponibilidade de gás natural, a grande demanda do pólo industrial da Baixada

Santista, a necessidade de auto-suficiência energética, modernização, confiabilidade

e economicidade da refinaria e a existência das linhas de transmissão necessárias

para disponibilizar a energia produzida.



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A implantação de usinas termelétricas a gás natural, reconhecidas como

produtoras de energia limpa, é uma forma segura e econômica de reverter esteproblema, utilizando a mais eficiente tecnologia disponível no mercado para

produção de energia, em curto prazo, podendo localizar-se próximo aos centros de

consumo e com reduzido impacto ambiental.

Este tema será discutido, de forma mais ampla, no item relativo a Usinas

Termelétricas, ainda nesta disciplina.



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CARVÃO

O Primeiro Combustível Utilizado em Alta Escala

Até a segunda guerra mundial, o carvão era o combustível mais utilizado no

mundo. A descoberta dos combustíveis derivados do petróleo, que permitiu o

desenvolvimento dos motores a explosão e abriu maiores perspectivas de

velocidade e potência, e o surgimento da energia nuclear, relegaram o carvão a

condição de fonte subsidiária de energia. No entanto, a disponibilidade de grandes

jazidas de carvão mineral e o baixo custo do carvão vegetal ainda conferem a esse

combustível um papel relevante.

Carvão é um material sólido, poroso, de fácil combustão e capaz de gerar

grandes quantidades de calor. Pode ser produzido por processo artificial, pela

queima de madeira, como o carvão vegetal; ou originar-se de um longo processo

natural, denominado encarbonização, pelo qual substâncias orgânicas, sobretudo

vegetais, são submetidas à ação da temperatura terrestre durante cerca de 300

milhões de anos e transformam-se em carvão mineral. Em função da natureza

desses processos, o carvão vegetal é também chamado de artificial, e o carvãomineral, de natural.

CARVÃO MINERAL

Dos diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob a

forma fossilizada, acredita-se seja o carvão mineral, o mais abundante.

Descoberta do Carvão de Pedra

A primeira descoberta do carvão mineral, provavelmente ocorreu na idade da

pedra lascada.

Alguém um "homo sappiens" tentou queimar arbustos, folhas secas, e para

proteger o fogo, cercou de pedras pretas, que se achavam soltas no chão da

caverna.



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Durante a queima dos arbustos, as pequenas pedras pretas mais próximas do

fogo, começaram a derreter, soltando fumaça esbranquiçada e depois rolos de

fumos marrons alaranjados.

Em poucos minutos, começaram as longas labaredas, desprendendo muito

calor, mais forte do que o dos arbustos e por período bastante prolongado.

Para surpresa do "homem", após tanta chama desprendida da pedra, ela

própria começou a se tornar incandescente, sem pegar fogo, porem desprendia mais

calor do que os arbustos, e por muito mais tempo. Pode ser uma fantasia, dedução

ou ficção, porem bem que pode ter acontecido desse modo.

O que é Carvão Mineral?

Quase sempre em um pedaço de carvão achado ao acaso, podem descobrir-

se vestígios de uma formação celulósica da madeira. É quando observamos esse

fato, que comprovamos sua origem e podemos imaginar a incrível história da

formação do carvão mineral.

No Brasil, essa história se inicia há cerca de 230 milhões de anos, na época

em que a crosta da terra ainda estava convulsionada por terremotos, vulcões,

furacões, vendavais e maremotos, que provocaram lentos ou violentos

cisalhamentos e que fizeram nossas montanhas e nossos limites costeiros,

separados dos da África, pelo Oceano Atlântico.

Naquelas épocas geológicas, arvores gigantescas e toda sorte de vegetação,

crescia, formando grandes e espessas florestas, favorecidas pela atmosfera muito

rica em CO2, permitindo a intensificação da função clorofiliana e o crescimento dosvegetais de forma extraordinária em um clima particularmente quente e úmido.

O carvão é então a parte celulósica da vegetação, transformada pelo tempo,

pressão, bactérias e outros agentes anaeróbicos, em uma massa carbonosa. É fácil

imaginar as centenas de carvões que foram assim formadas. Sucessivas formações

de florestas e sucessivos afundamentos podem ter ocorrido ao longo de milhares de

anos em uma mesma região, e, então, camadas e camadas de carvões diferentes

serão encontradas.



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A matéria vegetal flutuante, pode ainda ter sido transportada pelos rios e

acumuladas no fundo dos lagos ou pântanos mais, ou menos isolados, e, assim,

bacias carboníferas limitadas serão encontradas separadas umas das outras, a

profundidades diferentes.

Em outra parte do mesmo território, a fermentação bacteriana encontrou as

condições ideais de desenvolvimento em uma floresta soterrada a pouca

profundidade, e, então, serão encontrados carvões altamente carbonizados,

aflorando a céu aberto.

Em outras palavras: o processo químico de carbonização reduz-se a uma

prévia maceração dos vegetais sob a água das selvas pantanosas, seguida de umafermentação anaeróbica em meio hídrico, dos hidratos de carbono, do qual são

formados hidrogênio, oxigênio, metano e anidrido carbônico.

Estas substâncias são gasosas e, com a compressão, escapam através dos

estratos que soterram os vegetais, enriquecendo a massa carbonosa em carbono

sólido, restando pouca matéria volátil. A pureza do carvão em relação a matérias

estranhas, depende muito de como a massa original foi composta, misturada,

transformada, transportada e depositada.

O processo de fermentação anaeróbica chega a um ponto em que é detido

pela formação de ácidos, que são dejetos das bactérias anaeróbicas e que criam um

meio anti-séptico. O grau de carbonização portanto, não depende da idade de

soterramento dos vegetais e sim do tempo do aparecimento dessa fase anti-séptica

inibidora do processo de enriquecimento de carbono, da massa carbonosa.

De acordo com a maior ou menor intensidade da encarbonização, o carvão

mineral - também chamado carvão fóssil ou de pedra - pode ser classificado como

linhito, carvão betuminoso e sub-betuminoso (ambos designados como hulha) e

antracito. A formação de um depósito de carvão mineral exige inicialmente a

ocorrência simultânea de diversas condições geográficas, geológicas e biológicas.

Primeiro, deve existir uma vegetação densa, em ambiente pantanoso, capaz de

conservar a matéria orgânica. A água estagnada impede a atividade das bactérias e

fungos que, em condições normais, decomporiam a celulose. A massa vegetal



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assim acumulada, no prazo de algumas dezenas de milhares de anos - tempo curto

do ponto de vista geológico - transforma-se em turfa, material cuja percentagem de

carbono já é bem mais elevada que a da celulose.

Na etapa seguinte, que leva algumas dezenas de milhões de anos, a turfa

multiplica seu teor de carbono e se transforma na primeira variedade de carvão, o

linhito, cujo nome provém de sua aparência de madeira. Na etapa seguinte, surge a

hulha, primeiro como carvão betuminoso, depois como sub-betuminoso. Na fase

final, a hulha se transforma em antracito, com teores de até 95% de carbono fixo.

Tipo % de Carbono

Celulose 44,4Turfa 54 a 60

Linhito 65 a 75

Hulha 75 a 85

Antracito 95

Quanto maior o teor de carbono, maior também é o poder energético. Por

isso, a turfa, que tem teor muito baixo e alta percentagem de umidade, nem sempre

pode ser aproveitada como combustível, e nesse caso serve para aumentar a

composição de matéria orgânica dos solos. Encontrada nos baixios e várzeas, ou

em antigas lagoas atulhadas, a turfa caracteriza-se pela presença abundante de

restos ainda conservados de talos e raízes. Já o linhito, muito mais compacto que a

turfa, é empregado na siderurgia, como redutor, graças a sua capacidade de ceder

oxigênio para a combustão e transformar-se em metal. É utilizado também como

matéria-prima na carboquímica. Quando o linhito se apresenta brilhante e negro,

recebe o nome de azeviche.

A hulha é composta de carbono, restos vegetais parcialmente conservados,

elementos voláteis, detritos minerais e água. É empregada tanto como combustível

quanto como redutor de óxidos de ferro e, graças a suas impurezas, na síntese de

milhares de substâncias de uso industrial. O antracito, última variedade de carvão

surgida no processo de encarbonização, caracteriza-se pelo alto teor de carbono

fixo, baixo teor de compostos voláteis, cor negra brilhante, rigidez e dificuldade com



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que se queima, dada sua pobreza de elementos inflamáveis. É usado como

redutor em metalurgia, na fabricação de eletrodos e de grafita artificial. Uma de

suas principais vantagens consiste em proporcionar chama pura, sem nenhuma

fuligem.

O carvão mineral, em qualquer de suas fases, compõe-se de uma parte

orgânica, formada de macromoléculas de carbono e hidrogênio e pequenas

proporções de oxigênio, enxofre e nitrogênio. Essa é a parte útil, por ser fortemente

combustível. A outra parte, mineral, contém os silicatos que constituem a cinza. As

proporções desses elementos variam de acordo com o grau de evolução do

processo de encarbonização: quanto mais avançado, mais alto o teor de carbono na

parte orgânica e menor o teor de oxigênio.

Em virtude dessa estrutura complexa e variável, o carvão mineral apresenta

diversos tipos. Seu emprego para fins industriais obedece a uma classificação que

toma como base a produção de matéria volátil e a natureza do resíduo. Assim, há

carvões que se destinam à produção de gás, de vapor ou de coque, que é um

carvão amorfo, resultante da calcinação do carvão mineral, e de largo emprego na

siderurgia.

Para combustão em caldeira, é preferível o carvão com pequenos teores de

cinza e quantidades moderadas de matéria volátil, condições que proporcionam

bom rendimento térmico. É preferível que apresente também o mínimo de enxofre e

poder calorífico elevado, já que o calor por ele gerado vai ser utilizado diretamente

ou transformado em outras formas de energia. Para a produção do coque

metalúrgico com propriedades mecânicas para uso em altos fornos, o carvão

mineral precisa apresentar propriedades aglomerantes ainda maiores e teores maisbaixos de enxofre e cinza. Na destilação do carvão para produção de gás

combustível ou coque metalúrgico, obtêm-se também águas amoniacais, das quais

extraem-se a amônia e o alcatrão.

Muito embora os derivados de petróleo - como a gasolina, o querosene, o

óleo combustível e o diesel - e a energia termonuclear tenham deslocado o carvão

mineral como fonte de energia, sobretudo para as máquinas móveis, ainda é

significativa sua participação no total do consumo energético dos países



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desenvolvidos - cerca de 20% no final do século XX. A entrada em operação de

centenas de usinas hidrelétricas e termonucleares não conseguiu diminuir

drasticamente, como se esperava, a participação do carvão, não somente porque

essas fontes de energia representam grandes investimentos iniciais e provocam

sérios impactos no meio ambiente, mas também porque a disponibilidade de

grandes jazidas de carvão mineral é ainda grande.

Reservas Mundiais

Praticamente noventa porcento das reservas de carvão mineral, assim como

das reservas de petróleo, encontram-se localizadas no hemisfério norte, bem como

os desertos, indicando que havia oceanos, onde atualmente quatro países detêm asmaiores reservas:

Rússia.................56,5 %

Estados Unidos.........19,5 %

Ásia China..............9,5 %

Canadá..................7,8 %

Europa..................5,0 %

África..................1,3 %

Outros..................0,4 %

Total...................100 %

Fonte: Resources and Man

As reservas prováveis, estão calculadas em 10.750 bilhões de (Tec)

toneladas equivalente a carvão.

Muitos países em desenvolvimento, que têm reservas de carvão mineral,

estão explorando para uso próprio ou para exportação, como a Colômbia,

principalmente quando se trata de carvão siderúrgico.

Produção Mundial

A produção mundial de carvão, pouco mudou, anda em torno de 5 bilhões de

Tec/ano.



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O carvão não compete com as demais fonte de energia, só para ganhar o

título de solução para a crise energética, porem se de repente todas as fontes de

energia faltassem, o carvão sozinho daria para assegurar 150 anos de consumo,

isso pelos métodos até então conhecidos.

Até o ano 2050, com modesto crescimento no consumo, ainda existirão

reservas de petróleo, isso se não surgirem novas áreas, porem se não surgirem

outras soluções será o carvão o combustível fóssil disponível, por isso engenheiros

que só sabem lidar com o petróleo, estarão desempregados.

O carvão será, sem dúvida, a última esperança, porem os técnicos deverão

tomar decisões importantes, de como utilizar racionalmente, em relação aodesenvolvimento de cada país, considerando meio ambiente e saúde do trabalhador

na industria carbonífera, onde o homem aos 50 anos, está com os pulmões forrados

de carbono (carvão) pela Pneumoconiose, sem ânimo e sem força, para trabalhar, o

que significa, falta de equipamentos e métodos de proteção. (EPI).

Carvão Vegetal

O processo tradicional de obtenção do carvão vegetal dá-se pela queima ou

aquecimento de madeira, em temperaturas que variam entre 500 e 600°C, na

ausência de ar. Empilham-se estacas de madeira, cobertas parcialmente por terra,

para limitar a entrada de ar, e procede-se à queima. Trata-se de uma técnica

bastante primitiva, que não permite o aproveitamento de nenhum subproduto,

geralmente usada por pequenos produtores, que operam no próprio local de

desbaste das árvores. O processo industrial utiliza fornos, preaquecidos à

temperatura de 300°C, nos quais são colocados pedaços relativamente pequenos

de madeira seca. Esse processo permite a produção em escala incomparavelmente

maior de carvão vegetal destinado à siderurgia do ferro gusa e à obtenção de

subprodutos, como metanol, ácido acético, piche, óleo e gás. A madeira mais

indicada é o eucalipto, plantado em grandes extensões.

Graças à principal característica do carvão vegetal, que é sua grande

porosidade, costuma-se empregá-lo como absorvente, seja para desodorizador do



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ar, seja como descorante de soluções. Utiliza-se esse tipo de carvão vegetal em

respiradores de máscaras contra gases, para remoção de vapores tóxicos, e na

purificação da água. Ainda na categoria do carvão artificial, podem-se citar o negro-

de-fumo, fabricado a partir do petróleo e de grande utilização na indústria da

borracha. Na produção de pneus, por exemplo, a participação do negro-de-fumo é

de 35% em relação à borracha natural e de 50% para a borracha sintética.

Os carvões animais, obtidos pela calcinação de resíduos da industrialização

de animais, principalmente ossos e partes córneas, são usados como absorventes e

pigmentos negros. Contêm grande proporção de carbonato e fosfato de cálcio. A

indústria açucareira utiliza-o no descoramento da calda de açúcar.

Carvão no Brasil

Formadas sob condições climáticas desfavoráveis, as jazidas brasileiras de

carvão mineral, localizadas na região Sul, são pouco espessas e de qualidade

inferior. Apenas o carvão produzido em Santa Catarina é coqueificável, mesmo

assim em proporções mínimas - menos de 20% - e por isso tem de ser misturado ao

carvão importado. Já o carvão vegetal é produzido basicamente para atender as

siderúrgicas, a partir do eucalipto. Para isso, as produtoras necessitam de imensas

plantações, que provocam impactos ambientais desfavoráveis, já que não chegam a



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constituir um ecossistema e expulsam as espécies animais. A produção caseira de

carvão vegetal, feita por métodos primitivos, embora pouco representativa do ponto

de vista econômico, provoca desmatamento e poluição ambiental. Parte dessa

produção destina-se ao consumo doméstico, em restaurantes com forno de lenha e

churrasqueiras.

Reserva do Brasil

No Brasil, as principais reservas de carvão mineral estão situadas nos

Estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná e São Paulo, em ordem

decrescente, São Paulo é a menor.Em milhões de toneladas

Rio Grande do Sul................20.859

Santa Catarina....................1.941

Paraná..............................179

São Paulo............................10

Total............................22.888

Ultimamente, com a descoberta da jazida de Sta. Teresinha - RS, o CPRM

registra reservas da ordem de 23 bilhões de Tec, porem o Brasil importa anualmente12 milhões de toneladas de carvão siderúrgico, afora o carvão vegetal usado na

redução de ferro gusa, nas siderurgias.

Composição do Carvão do Brasil

Até a crise energética mundial de 1972, o país não ligava para o nosso

carvão, alegando ser de baixa qualidade, pelo teor de cinzas, com a crise, estudos

foram realizados surgindo a CAEEB, Companhia Auxiliar de Estudos ElétricosBrasileiros, que ficou encarregada de desenvolver o consumo do nosso carvão

traçando inicialmente um programa de suprir as fábricas de cimento, sendo que

pretendiam chegar até o porto de Cabedelo, depois verificaram ser inviável, então

decidiram levar o carvão somente até o porto de Espirito Santo.

Composição.............................%

Carbono.............................59,87

Hidrogênio...........................3,78



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Oxigênio.............................7,01

Enxofre..............................2,51

Cinzas..............................26,83

Total................................100 %

Produção e Consumo Nacional

A produção nacional de carvão, conforme dados divulgados no Balanço

Energético de 1983, se situava em 21,5 milhões de toneladas, de carvão bruto

(ROM), para obter pouco mais de 7 milhões de toneladas depois de beneficiado, em

1996, atingiu 8 milhões de toneladas, quase não aumentou.

No sul do país, o carvão energético é consumido pelas termelétricas e pelas

fábricas de cimento, até o Estado do Espírito Santo, alcançando 8 milhões de

toneladas, que representa 33,3 % do volume movimentado do subsolo até a

superfície, significando que quase 67 % é de rejeitos.

O consumo em 1996 foi de 20 milhões de toneladas, sendo na siderurgia 12

milhões, praticamente todo importado, cimento 2 milhões, termelétricas 4 milhões,

papel e celulose ½ milhão e outros 1,5 milhões.

Convém ressaltar experiências que vem sendo feitas, na área de gaseificação

e na área de mistura com óleo combustível BPF, para consumo nas refinarias de

petróleo.

Gaseificação de Carvão Mineral

O futuro do carvão nacional, vai depender da gaseificação, considerando oteor de cinzas ( 26 % ) e o de rejeito ( 67 % ) do carvão retirado da mina, que alem

de não ser aproveitado, é poluente.

A gaseificação baseia-se numa seqüência de transformações termo-químicas

de qualquer matéria prima combustível, que tenha características adequadas.

Diante do avanço nessa área, acreditamos que o futuro do carvão mineral,

está na gaseificação, por que pode ser realizada nas proximidades das jazidas e o



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gás passa a ser um combustível nobre, transportado por gasodutos, onde já esteja

circulando outros gases combustíveis.

Entrepostos de Carvão do Brasil

Temos instalados 12 entrepostos com capacidade de armazenar 8 milhões de

toneladas de carvão mineral, sendo que o de Tubarão - SC, é para 6 milhões de

toneladas e ocupa uma área de 120 hectares, o que nos dá idéia das dificuldades

para armazenamento e manuseio do carvão.

Entrepostos:

1 - Vitória - ES2 - Matosinhos - MG

3 - Septiba - RJ

4 - Santos - SP

5 - Sorocaba - SP

6 - Antonina - PR

7 - Araucária - PR

8 - Itajaí - SC9 - Tubarão - SC

10 - Porto Alegre - RS

11 - Charqueadas - RS

12 - Rio Grande - RS



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ENERGIA NUCLEAR

CICLO DO COMBUSTÍVEL

É o conjunto de etapas do processo industrial que transforma o mineral

urânio, desde quando ele é encontrado em estado natural até sua utilização como

combustível, dentro de uma usina nuclear.

A implantação de uma indústria do ciclo do combustível requer um cuidadoso

planejamento na instalação de cada fase, para que os investimentos

correspondentes se justifiquem pela viabilidade técnica e econômica de cada etapa,

representadas no quadro acima.

1

MINERAÇÃO E PRODUÇÃO DE CONCENTRADO DE U3O8

O elemento químico urânio é um metal encontrado em formações rochosas da

crosta terrestre

Após o conjunto de operações, que tem como objetivo descobrir uma jazida e

fazer sua avaliação econômica - prospecção e pesquisa -, determina-se o local onde

será realizada a extração do minério do solo, e o início dos procedimentos para a

Mineração e para o Beneficiamento.

Na usina de beneficiamento o urânio é extraído do minério, purificado e

concentrado sob a forma de um sal de cor amarela, conhecido como "yellowcake".

Estas atividades são desenvolvidas, na INB (indústrias Nucleares do Brasil), sob a

responsabilidade da Diretoria de Recursos Minerais ,na Unidade de Lagoa Real -

BA, empreendimento capaz de produzir 300 toneladas/ano de concentrado de

urânio.



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2

CONVERSÃO DE U3O8 EM UF6.

É a transformação do yellowcake (U 3O8 ) em hexafluoreto de urânio (UF 6 ).

Na usina de conversão, o urânio sob a forma de yellowcake, é dissolvido e

purificado, obtendo-se então o urânio nuclearmente puro. A seguir, é convertido para

o estado gasoso, o hexafluoreto de urânio (UF6), para permitir a transformação

seguinte - o enriquecimento isotópico.

3

ENRIQUECIMENTO ISOTÓPICO

O urânio 235 é o isótopo físsil responsável pela reação em cadeia nos reatores

nucleares.

A operação de enriquecimento do urânio tem por objetivo aumentar a

concentração do urânio 235 acima da natural - o urânio natural contém apenas 0,7%

de urânio 235 - para, em torno de 3% permitir sua utilização como combustível para

geração de energia elétrica.

4

RECONVERSÃO DO UF6 EM PÓ DE UO2

O hexafluoreto de urânio (UF 6 ) é transformado em dióxido de urânio (UO2 ).

Reconversão é o retorno do gás UF 6 ao estado sólido, sob a forma de pó de dióxido

de urânio (UO2 )

Reconverter gás em pó é concentrar o urânio de maneira apropriada para suautilização como combustível. Esta etapa, em que o urânio já é combustível, é

realizada desde 1999, em Resende, na Unidade II da Fábrica de Elementos

Combustíveis.



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FABRICAÇÃO DE PASTILHAS DE UO2

Duas pastilhas de urânio produzem energia suficiente para atender, por um mês,

uma residência média em que vivam quatro pessoas.

Em Resende, sul do Estado do Rio de Janeiro, temos a Unidade II da Fábrica

de Elementos Combustíveis, destinada também à produção de pastilhas de dióxido

de urânio (UO2), que após serem submetidas a diversos testes - dimensionais,

metalográficos e químicos - estarão aptas a compor o Elemento Combustível,

combustível para centrais nucleares.

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FABRICAÇÃO DE ELEMENTOS COMBUSTÍVEIS

O elemento combustível é composto pelas pastilhas de dióxido de urânio montadas

em tubos de uma liga metálica especial - o zircaloy - formando um conjunto de

varetas, cuja estrutura é mantida rígida por reticulados chamados grades

espaçadoras.

Ainda em Resende, na Unidade I da Fábrica de Elementos Combustíveis, é

produzido, obedecendo a severos padrões de qualidade e precisão mecânica, o

Elemento Combustível.

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GERAÇÃO DE ENERGIA

Produção de energia elétrica através da fissão do núcleo do átomo.

As usinas nucleares são centrais termoelétricas - como as convencionais -

compostas de um sistema de geração de vapor, uma turbina para transformação do

vapor em energia mecânica e de um gerador para a transformação de energia

mecânica em energia elétrica. A geração de vapor, não ocorre em conseqüência da

combustão de um material combustível, como o carvão e óleo, e sim, devido à fissão

de núcleos de átomos de urânio.



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A empresa Eletrobrás Termonuclear S.A. - ELETRONUCLEAR é a

responsável, no Brasil, pelo projeto, construção e operação da Central Nuclear

Almirante Álvaro Alberto (CNAA), que reúne as usinas de Angra I e II.

O Brasil era, até 1996, um dos 12 países que, no mundo, fabricam elementos

combustíveis. A partir do 1º semestre de 1999 passou a integrar o grupo de

produtores mundiais de pó e pastilhas de urânio enriquecido com a implantação,

através da Unidade II da Fábrica de Elementos Combustíveis da INB, de duas linhas

de produção: uma para a reconversão do hexafluoreto de urânio em pó de dióxido

de urânio e outra para a transformação deste em pastilhas.

Com a implantação dessas novas linhas, apenas duas etapas do ciclo do

combustível continuarão sendo realizadas no exterior: a conversão e o

enriquecimento isotópico. Esta última contempla estudos em estágio avançado,

realizados pelo Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo - CTMSP, para

processar no país, a médio prazo, em escala industrial, o enriquecimento de urânio

através do processo de ultracentrifugação.

Essencial à efetivação do domínio da tecnologia do ciclo do combustível

nuclear pelo Brasil, o projeto de implantação das novas linhas de produção

aumentará o valor agregado dos produtos fabricados no País, ampliando para 60% a

nacionalização de todo o processo. A INB passará a ser uma das poucas empresas

no cenário nuclear mundial a agregar este número de etapas do Ciclo do

Combustível Nuclear.

MINERAÇÃO

A INB atua, através de sua Diretoria de Recursos Minerais, em duas áreas

consideradas estratégicas: Urânio e Minerais Pesados.



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Minério de urânio é toda concentração natural de mineral ou minerais na qual

o urânio ocorre em proporções e condições tais que permitam sua exploração

econômica - MINERAÇÃO E BENEFICIAMENTO.

O elemento químico Urânio é um metal branco-níquel, pouco menos duro que

o aço e encontra-se, em estado natural, nas rochas da crosta terrestre. Sua principal

aplicação comercial é na geração de energia elétrica, na qualidade de combustível

para reatores nucleares de potência. É também utilizado na produção de material

radioativo para uso na medicina e na agricultura.

A prospecção e pesquisa de minerais de urânio tem por finalidade básicalocalizar, avaliar e medir reservas de urânio. Tais trabalhos começam pela seleção

de áreas promissoras, indicadas por exame de fotografias aéreas, imagens de radar

e de satélites.

A seguir é feita a verificação de campo, destinada a identificar as estruturas

ou condições geológicas favoráveis a tal ocorrência e, se positivos os resultados,

são implementados os trabalhos de prospecção e pesquisa.

As atividades de prospecção e pesquisa da INB alcançaram resultadosextremamente positivos, tendo permitido elevar as reservas geológicas de urânio de

16 mil toneladas, em 1974, para cerca de 300 mil toneladas de U3O8 (óxido de

urânio), distribuídas conforme quadro abaixo.

Urânio



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Em ton de U3O8

Depósitos Medidas e

Indicadas

Inferidas TOTAL

Lagoa Real/Caetité (BA) 94.000 6.700 100.700

Itataia (CE) 91.200 51.300 142.500

Outros 39.500 26.500 66.000

TOTAL 224.700 84.500 309.200

O Brasil possui, hoje, a 6ª maior reserva geológica de urânio do mundo. O

Código Brasileiro de Mineração dá as seguintes classificações para as reservas

minerais: reserva inferida, reserva indicada e reserva medida.

A INB iniciou suas atividades de mineração e beneficiamento do urânio

através da Unidade de Caldas-MG, dando continuidade a esta produção com a

implantação da Unidade de Lagoa Real/Caetité - BA.

COMBUSTÍVEL NUCLEAR

Em Resende, no Estado do Rio de Janeiro está instalada a Fábrica de

Elementos Combustíveis - FEC, onde são produzidos os elementos combustíveis

que fazem funcionar os reatores nucleares.

Integrando este complexo estão as principais unidades industriais da INB:

FEC – Unidade I – Fabricação e Montagem do Elemento Combustível e FEC –

Unidade II – Reconversão e pastilhas de dióxido de urânio (UO2).

A Unidade I da Fábrica de Elementos Combustíveis da INB, destina-se à

produção de combustível para cargas de reatores nucleares a água pressurizada

(Pressurized Water Reactor - PWR)�

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