1.    Que é o Petróleo

O petróleo é uma substância oleosa, inflamável, menos densa que a água, com cheiro característico e de cor variando entre o negro e o castanho escuro. Embora objeto de muitas discussões no passado, hoje tem-se como certa a sua origem orgânica, sendo uma combinação de moléculas de carbono e hidrogênio. Admite-se que esta origem esteja ligada à decomposição dos seres que compõem o plâncton - organismos  em suspensão nas águas doces ou salgadas tais como protozoários, celenterados e outros - causada pela pouca oxigenação e pela ação de bactérias.

Estes seres decompostos foram, ao longo de milhões de anos, se acumulando no fundo dos mares e dos lagos, sendo pressionados pelos movimentos da crosta terrestre e transformaram-se na substância oleosa que é o petróleo. Ao contrário do que se pensa, o petróleo não permanece na rocha que foi gerado - a rocha matriz - mas desloca-se até encontrar um terreno apropriado para se concentrar.

Estes terrenos são denominados bacias sedimentares, formadas por camadas ou lençóis porosos de areia, arenitos ou calcários. O petróleo aloja-se ali, ocupando os poros rochosos como forma "lagos". Ele acumula-se, formando jazidas. Ali são encontrados o gás natural, na parte mais alta, e petróleo e água nas mais baixas

2.    Teorias sobre a Origem do Petróleo

São muitas e controvertidas, figurando entre as principais:

·         as da origem estritamente mineral, defendida por Mendeleiev, Berthelot e Missan

·         a teoria orgânica, que postula a participação animal e vegetal

A teoria estritamente mineral afirma que o petróleo se formou a partir de carburetos  (de alumínio, cálcio), que submetidos à hidrólise, deram origem à hidrocarbonetos  (metanos, alcenos,etc). Estes sob pressão e por aquecimento, teriam se polimerizado  e condensado, originando o petróleo.

A teoria orgânica alega que a presença de compostos nitrogenados, clorofilados e  hormônios no petróleo pressuporia a participação animal e vegetal na sua formação.  Os pesquisadores modernos, em sua grande maioria, reconhecem apenas como  válida esta teoria. Nela destaca-se o papel de microrganismos animais e vegetais  (plâncton), que sob a ação de bactérias, formariam uma pasta orgânica no fundo dos  mares, que misturada com lama e areia, se transformariam em rochas. Embora aceita,  a teoria ainda não conseguiu esclarecer completamente por que processos teria a  matéria orgânica se convertido em petróleo e gás natural.  O petróleo é encontrado nas bacias sedimentares, depressões na superfície da terra  preenchidas por sedimentos que se transformaram, em milhões de anos, em rochas  sedimentares.  A acumulação de petróleo depende de alguns fatores. É necessário que existam  rochas geradoras que contenham a matéria-prima (pasta orgânica) que se transforma  em petróleo e as chamadas rochas-reservatório, que possuem espaços vazios,  chamados poros, capazes de armazenar o petróleo. Essas rochas devem estar  envolvidas em armadilhas chamadas trapas. Formam-se compartimentos isolados no  subsolo, onde o petróleo se acumula e de onde não tem condições de escapar. São as  jazidas de petróleo.

3.    Descoberta do Petróleo 

A história do petróleo no Brasil começou na Bahia, onde, no ano de 1858, o decreto n.º 2266 assinado pelo Marquês de Olinda, concedeu a José Barros Pimentel o direito de extrair mineral betuminoso para fabricação de querosene de iluminação, em terrenos situados nas margens do Rio Marau, na Província da Bahia. No ano seguinte, em 1859, o inglês Samuel Allport, durante a construção da Estrada de Ferro Leste Brasileiro, observou o gotejamento de óleo em Lobato, no subúrbio de Salvador.

Em 1930, setenta anos depois e após vários poços perfurados sem sucesso em alguns estados brasileiros, o Engenheiro Agrônomo Manoel Inácio Bastos, realizando uma caçada nos arredores de Lobato, tomou conhecimento que os moradores usavam uma lama preta, oleosa para iluminar suas residências. A partir de então retornou ao local várias vezes para pesquisas e coletas de amostras, com as quais procurou interessar pessoas influentes, porém sem sucesso, sendo considerado como "maníaco".

Em 1932 foi até o Rio de Janeiro, onde foi recebido pelo Presidente Getúlio Vargas, a quem entregou o relatório sobriretor-Geral do Departamento Nacional de Produção Mineral - DNPM, Avelino Inácio de Oliveira, resolveu em 1937 pela perfuração de poços na áre a ocorrência de Lobato. Finalmente, em 1933 o Engenheiro Bastos conseguiu empolgar o Presidente da Bolsa de Mercadorias da Bahia, Sr. Oscar Cordeiro, o qual passou a empreender campanhas visando a definição da existência de petróleo em bases comerciais na área. Diante da polêmica formada, com apaixonantes debates nos meios de comunicação, o Dea de Lobato, sendo que os dois primeiros não obtiveram êxito.

Em 29 de julho de 1938, já sob a jurisdição do recém-criado Conselho Nacional de Petróleo - CNP, foi iniciada a perfuração do poço DNPM-163, em Lobato, que viria a ser o descobridor de petróleo no Brasil, quando no dia 21 de janeiro de 1939, o petróleo apresentou-se ocupando parte da coluna de perfuração.

O poço DNPM-163, apesar de ter sido considerado antieconômico, foi de importância fundamental para o desenvolvimento da atividade petrolífera no Estado da Bahia. A partir do resultado desse poço, houve uma grande concentração de esforços na Bacia do Recôncavo, resultando na descoberta da primeira acumulação comercial de petróleo do país, o Campo de Candeias, em 1941.

A constatação de petróleo na Bacia do Recôncavo viabilizou a exploração de outras bacias sedimentares terrestres, primeiramente pelo CNP e, posteriormente, pela PETROBRAS. O petróleo continua sendo descoberto e explorado na plataforma continental e nos mais distantes rincões do subsolo nacional; recentemente tivemos a inauguração das instalações de escoamento de petróleo no Campo de Rio Urucu, na longínqua Bacia do Alto Amazonas.

A PETROBRAS, através dos seus orgãos sediados no Estado da Bahia, romoverá eventos alusivos à este acontecimento. A data escolhida para o início das comemoraçes foi o dia 29 de julho, coincidente com o cinquentenário do início do poço DNPM-163.

Neste contexto, insere-se a realização do III SEMINÁRIO DE GEOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO E RESERVATÓRIO, na Bahia, como mais um dos eventos que comemoram a definitiva consolidação de indústria de petróleo no Brasil.

4.    Petróleo no Brasil

A história do petróleo no Brasil pode ser dividida  em quatro fases distintas:

à    Primeira: Até 1938, com as explorações sob o regime da livre iniciativa.  Neste período, a primeira sondagem profunda foi realizada entre 1892 e  1896, no Município de Bofete, Estado de São Paulo, por Eugênio Ferreira  Camargo.

à    Segunda: Nacionalização das riquezas do nosso subsolo, pelo Governo e  a criação do Conselho Nacional do Petróleo, em 1938.

à    Terceira: Estabelecimento do monopólio estatal, durante o Governo do  Presidente Getúlio Vargas que, a 3 de outubro de 1953, promulgou a Lei  2004, criando a Petrobras. Foi uma fase marcante na história do nosso  petróleo, pelo fato da Petrobras ter nascido do debate democrático,  atendendo aos anseios do povo brasileiro e defendida por diversos  partidos políticos.

à    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.

5.    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 construção dos 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, cãibra e outras moléstias.  Até a metade do século passado, não havia ainda a ideia, 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 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  deles diariamente 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.

6.    Fontes Alternativas de Energia

Com a crise do petróleo, em 1973, vários foram os problemas surgidos  para os países consumidores, entre eles o racionamento de combustíveis  e o desemprego. Com isso, foram intensificados os trabalhos de exploração  de novos campos petrolíferos e, também, o desenvolvimento de programas  alternativos para a geração de energia. São as fontes alternativas de energia,  ou seja, a utilização de outras matérias-primas, produtoras de energia, que  não o petróleo. No Brasil, vários programas nesse sentido foram desenvolvidos  de modo a se reduzir a dependência externa para o abastecimento de energia.  Hoje, o País conta, além da expansão da energia elétrica, com a exploração e  produção do xisto(rocha da qual se produz óleo e gás), o aproveitamento de  vegetais (dos quais a cana-de-açúcar, que produz álcool é a mais importante),  a energia solar, nuclear e dos ventos.

7.    Principais Combustíveis

7.1.                     Combustíveis Energéticos

Produtos utilizados com a finalidade de produzir energia, seja diretamente, a partir de sua queima (combustíveis),  ou pela sua transformação em outros produtos combustíveis.

à    Álcool

·         Álcool Etílico: Álcool etílico é utilizado como combustível automotivo.

·         Álcool Hidratado: Utilizado nos motores dos veículos à álcool.

·         Álcool Anidro: Componente de mistura da Gasolina C.

à    Diesel  Frações seguintes ao querosene na destilação do petróleo (gasóleo).

·         Diesel Comum: Amplamente empregado como combustível nos motores a explosão de máquinas, veículos pesados, et. (ciclo diesel); também utilizado como combustível industrial e para geração de energia elétrica.

·         Diesel Metropolitano: Combustível automotivo com especificações mais rigorosas quanto ao teor de enxofre, para uso no transporte urbano, conforme as exigências ambientais.

·         Diesel Marítimo: Combustível para embarcações leves, atendendo especificações mais rígidas (ex: ponto de fulgor).

à    Gases  São hidrocarbonetos leves (C₁-C₂), usados para fins combustíveis em geral. Devido às propriedades físicas de seus componentes, são exigidas condições severas para a sua liquefação, o que eleva o custo de armazenamento destes produtos

·         Gás Combustível: Gases residuais de refinaria utilizados como combustíveis na própria refinaria ou vendidos para alguns consumidores. Inclui Gás de Xisto, de características semelhantes e Gás Metano.

·         Gás Natural: Mistura de hidrocarbonetos leves gasosos (metano e etano, principalmente), obtida da extração de jazidas.É utilizado como combustível industrial, automotivo e doméstico.

·         Gases Liquefeitos: Mistura de hidrocarbonetos gasosos mais pesados (C₃-C₄) que, por não exigirem condições severas para sua liquefação, podem ser liquefeito por compressão em condições de temperatura ambiente, ou por resfriamento, mantendo-se a pressão normal. Sua maior aplicação é na cocção dos alimentos. Também é utilizado em empilhadeiras, soldagem, esterilização industrial, teste de fogões, maçaricos e outras aplicações industriais.

à    Gasolina  Combustível para motores de combustão interna com ignição por centelha (Ciclo Otto). Composto de frações líquidas leves do petróleo, variando sua composição, em hidrocarbonetos, desde C₅ até C₁₀ ou C₁₂.

·         Gasolina Automotiva: Gasolina para automóveis de passageiros, utilitários, veículos leves, lanchas e equipamentos agrícolas. À gasolina A mistura-se o Álcool Anidro, para a produção da Gasolina C, ou o meyil-tercil-butil-éter – MTBE, para a produção da Gasolina B.

·         Gasolina de Aviação: Empregada para aviões com motores de pistão. Possui elevado índice de octano (80 a 145) e ponto de congelamento igual a –60^oC.

à    Nafta Energética  No caso, a Nafta para Geração de Gás, que é transformada em gás de síntese, por um processo industrial (reformação com vapor d´água). Este gás é utilizado na produção do gás canalizado doméstico.

à    Óleo Combustível  São as frações mais pesadas da destilação atmosférica do petróleo. Largamente utilizado como combustível industrial em caldeiras; fornos; etc.

·         Òleo Combustível ATE: Óleo com alto teor de enxofre (acima de 1%).

·         Óleo Combustível BTE: Óleo com baixo teor de enxofre (até 1%).

·         Óleo Combustível Marítimo: Combustível para navios em geral. Inclui os MARINE FUELS (misturas com o Diesel em proporções variadas e o Óleo Combustível Especial para Marinha – EPM).

à    Querosene  Frações seguintes à gasolina na destilação do petróleo (ceroseno).

·         Querosene de Iluminação: Utilizado, em geral, como combustível de lamparinas.

·         Querosene de Aviação: Combustível para turbina de aviões.

à    Outros Combustíveis Energéticos  Quaisquer outros produtos energéticos, de aplicação específica, que não se enquadram em nenhum dos subgrupos acima.

7.2.                     Combustíveis Não Energéticos

à    Asfaltos

·         Cimentos Asfálticos de Petróleo: Asfaltos "sólidos" (pasta de alta viscosidade) usados em pavimentação

·         Asfaltos Diluídos de Petróleo: Mistura de asfalto em diluente (diesel), para aspersão no piso durante a pavimentação.

à    Coque  Produto sólido, negro e brilhante, obtido por coqueamento de resíduos pesados, essencialmente constituído por carbono (90 a 95%) e que queima sem deixar cinzas. É utilizado na metalurgia e na indústria de cerâmica. É também utilizado na fabricação de eletrodos de carvão para dínamos nos abrasivos de grafite e nos pigmentos para tintas.

·         Coque de Petróleo: Produto das unidades de coqueamento das refinarias.

·         Coque Calcinado: Produto da calcinação do Coque Verde de Petróleo, que perde umidade e teores de hidrocarbonetos leves.

à    Gases Liquefeitos Não Energéticos  Hidrocarbonetos (C₃–C₄) com outras aplicações não energéticas, tais como Alcenos (Propenos; Butenos), matérias-primas para petroquímica, Dienos (ex: Butadieno –1, 3, na fabricação da borracha sintética); Propano Especial e Butano Especial.

à    Gases Não Energéticos  Hidrocarbonetos leves (até C₂), para fins não energéticos.

·         Gases Petroquímicos: Eteno, petroquímico básico.

·         Gás Natural Não Energético: especificado para aplicações em fertilizantes (ex: amônia); siderurgia (redutor siderúrgico) ou petroquímica (ex: metanol).

à    Gasóleo Petroquímico  Carga alternativa das unidades de pirólise das centrais petroquímicas.

à    Lubrificantes  Utilizados para reduzir o atrito e o desgaste de engrenagens, desde o delicado mecanismo de relógio até os pesados mancais de navios e máquinas industriais.

·         Lubrificantes Básicos Naftênicos: Matéria-prima para a fabricação de Óleos Lubrificantes Acabados. Na sua composição química, predominam hidrocarbonetos Alicíclicos (cadeia fechada não aromática). 

·         Lubrificantes Básicos Parafínicos: Matéria-prima para a fabricação de Óleos Lubrificantes Acabados. Na sua composição química, predominam hidrocarbonetos Alifáticos (cadeia aberta). 

·         Lubrificantes Acabados: Processados, aditivados ou industrializados de forma geral, tendo como matéria-prima os Lubrificantes Básicos. 

·         Lubrificantes Pré-Industrializados: São os lubrificantes q eu sofrem tratamento fora das unidades da PETROBRAS, dando origem a outro lubrificante, o qual é faturado e entregue como produto final da PETROBRAS, havendo a emissão de uma nota fiscal de devolução pela empresa que executou o tratamento. Há também o caso da empresa que executa o tratamento e fatura o produto final (venda direta). 

à    Nafta Não Energética  Naftas para Centrais Petroquímicas: Carga das unidades de pirólise e reforma da COPENE; PQU e COPESUL. Nafta para aplicações petroquímicas diversas.

·         Nafta Especiais: Nafta para fertilizantes; geração de hidrogênio; etc.

·         Nafta para Outros Fins: Aplicações diversas em pequena escala. 

à    Parafinas  Têm largo emprego na indústria de velas; papéis; lona; baterias; pilhas; laticínios; frigoríficos e alguns produtos químicos. 

à    Solventes  Utilizados na indústria de tintas; plásticos. Borrachas; resinas, etc. Subdividem-se em Alifáticos e Aromáticos. 

·         Solventes Alifáticos: Hexano, Aguarrás, Solvente para borracha e outros.

·         Solventes Aromáticos: Benzeno, Tolueno, Xileno e outros. Utilizados para fins mais nobres, como química fina, polimeração, etc.

à    Outros Combustíveis Não Energéticos  Quaisquer outros produtos não energéticos, de aplicação específica, que não se enquadram em nenhum dos subgrupos acima.

·         n-Parafina: Normal Parafina (cadeia normal; Matéria-prima na fabricação o Alquilbenzeno Linear que, por sua vez, é utilizado na fabricação de detergentes biodegradáveis (como por exemplo, pela DETEN, Cvamaçari/BA).

·         Demais Não Energéticos: Resíduo Aromático, Extrato Aromático, Resíduo de Desasfaltação e demais produtos não enquadrados anteriormente.

à    Combustíveis Não Petrolíferos

·         Nitrogenados: Amônia, Uréia e Ácido Nítrico.

à    Subprodutos

·         Gasosos: Dióxido de Carbono.

·         Líquidos: Dissulfetos.

·         Sólidos: Enxofre.

7.3.                     Asfalto

O asfalto é um sistema coloidal composto de uma mistura de hidrocarbonetos, chamada de betume, no qual é difícil estabelecer uma distinção clara entre a fase contínua e a fase dispersa. As partículas dispersas são chamadas de asfaltenos, que são hidrocarbonetos de elevado peso molecular (10³ a 10⁵), de caráter predominantemente aromático e cuja razão de carbono/hidrogênio é aproximadamente 0,8 a 0,9.

Os asfaltos de petróleo são obtidos principalmente por destilação de certos óleos crus ou por evaporação de depósitos naturais localizados na superfície terrestre (asfaltos naturais).

Os asfaltos naturais podem ser encontrados em duas formas:

·         nas depressões da crosta terrestre, constituindo os chamados lagos de asfalto, como o existente em Trinidad, América Central, de 600 m de diâmetro e 40 m de profundidade na parte central. Interessantes são os da Califórnia, que preservam, por vezes, animais pleistocênicos.

·         impregnado nos poros de algumas formações rochosas, como a gilsonita.

A composição dos asfaltos de petróleo variam conforme a sua procedência: alguns óleos, como o da Pensilvânia, não contém asfalto; em outros o conteúdo de asfalto pode ser 20% ou mais.

Existe uma quantidade variável de enxofre no asfalto: mais de 6% no asfalto mexicano e aproximadamente 1% no asfalto da Califórnia. Também há nitrogênio, desde indícios até 1,5%, as vezes oxigênio (até 5%) e menos de 1% de sais, proveniente da água salgada dos poços de petróleo.  Esses componentes não influenciam de modo importante nos usos do asfalto.

Como o asfalto de petróleo é o resíduo resultante da destilação do petróleo cru, sua composição também depende do grau a que foi levada a destilação. No processo, as frações leves do petróleo (gasolina, querosene, etc) são separadas através de torre de fracionamento a vácuo, de modo que as temperaturas são relativamente baixas, evitando o craqueamento do asfalto.

No Brasil a produção de asfalto iniciou-se em 1956, com a Petrobras. A primeira unidade a processar o produto foi uma fábrica nas redondezas da refinaria Presidente Bernardes.

CLASSIFICAÇÃO DOS ASFALTOS:O asfalto pode ser obtido em diversas consistências, e destinam-se principalmente para pavimentação, e em menor escala para fins industriais, impermeabilização, isolamento,...

Os asfaltos para pavimentação dividem-se em três grupos:

·         cimentos asfálticos: são asfaltos "sólidos", de elevada viscosidade

·         asfaltos diluídos: são resultantes da diluição do cimento asfáltico em nafta, querosene ou gasóleo. De acordo com o tempo de cura, esses asfaltos podem ser classificados em:

1.     cura rápida (CR) --- diluído em nafta

2.     cura média (CM) --- diluído em querosene

3.     cura lenta (CL) --- diluído em gasóleo

Obs: Denomina-se cura ao tempo necessário para o solvente evaporar, após a aplicação do asfalto diluído. 

Os asfaltos diluídos são empregados para aspersão do piso durante a pavimentação.

·         asfaltos emulsionados: trata-se de asfalto finamente dividido em partículas que encontram-se emulsionadas em água através de um agente emulsificante. Por serem de uso mais simples, os asfaltos emulsionados estão sendo mais empregados do que os asfaltos diluídos na pavimentação. 

Os asfaltos industriais compreendem principalmente os asfaltos oxidados. Estes são obtidos através de injeção de ar no cimento asfáltico, resultando num produto de baixa susceptibilidade térmica, amplamente empregados como revestimentos impermeabilizantes.

Há também os esmaltes asfálticos, utilizados como proteção anticorrosiva em tubulações subterrâneas, como gasodutos e oleodutos. Em geral são compostos por uma base oxidada consistente, com uma porcentagem de pó inerte. Algumas de suas propriedades estão descritas abaixo:

·         boa aderência à tubulação;

·         impermeável ao ar, água e soluções alcalinas;

·         elevada resistência à passagem de corrente elétrica;

 praticamente não reage com ácidos, álcalis e sais

7.4.                     Gás Liquefeito de Petróleo - GLP 

O GLP é basicamente uma mistura de propano e butano, hidrocarbonetos obtidos pela destilação do petróleo ou craqueamento de suas frações mais pesadas.

propano

butano

Esses gases também estão presentes no gás natural, que é então a fonte mais econômica para a sua obtenção e que fornece a maior parte de GLP consumido no mundo.

O consumo de GLP, que vem tornando-se cada vez maior se deve as suas vantagens em relação à maioria dos combustíveis, como:

·         elevado rendimento;

·         elevado poder calorífico, em média de 11.000 a 11.800 kcal/kgf (ou 21.000 a 29.000 kcal/m³), dependendo das proporções de propano ou butano. Apenas para curiosidade, 1 kgf de GLP tem poder calorífico equivalente a:

-2 kgf de carvão de lenha

-1,4 kgf de querosene

-14 kwh;

·         facilidade e rapidez de operação;

·         ausência de subprodutos de queima, sólidos ou corrosivos;

·         não tóxico para o meio ambiente.

Até 1944 o GLP era quase desconhecido pela população brasileira, porém atualmente é o combustível para uso doméstico mais moderno e de maior aceitação em nosso país, proporcionando o conforto e bem-estar à milhões de famílias.

Nas condição de pressão atmosférica e temperatura ambiente, o GLP é um produto gasoso, mas se liqüefaz quando submetido à pressões moderadas, sendo então engarrafado e transportado na sua forma líquida.

Pelo fato do GLP ser inodoro, compostos odorantes a base de enxofre são adicionados ao produto conferindo-lhe um odor característico. Desse modo os vazamentos podem ser identificados.

7.5.                     Gasolina

A gasolina é um líquido volátil, inflamável, constituído por uma mistura extremamente complexa de hidrocarbonetos. Pode ser obtida através da destilação do petróleo, entretanto a crescente demanda mundial do combustível, devido ao surgimento do motor a explosão, promoveu o desenvolvimento e aperfeiçoamento de técnicas para se obter um maior rendimento na produção. Passaram a ser empregados então processos como o craqueamento, alquilação e polimerização. Atualmente, mais de 50% da gasolina comercializada é produzida por esses métodos.

Até início do século XIX, quando o petróleo era usado basicamente para iluminação e ainda não haviam sido desenvolvidos os motores à explosão, a gasolina, considerada como um explosivo perigoso, era jogada fora.

A fração do petróleo que corresponde à gasolina apresenta faixa de ebulição entre 40^oC e 200^oC, e é formada por hidrocarbonetos de composição variada (de 17 a 38 átomos por molécula), mas seu principal constituinte são os octanos (C₈).

A partir da segunda década do século XX, volatilidade da gasolina passou a ser considerada como uma propriedade importante, já que o combustível é utilizado no seu estado vaporizado e não no líquido.

Por falta de testes científicos, foi adotado o chamado Ensaio do Segundo Andar, no qual era derramada uma certa quantidade de gasolina de uma altura equivalente a uma janela de segundo andar. Se uma parcela do combustível atingisse o solo na forma líquida, o mesmo era considerado como insuficientemente volátil.

Outra propriedade da gasolina levada em consideração é a formação de depósitos de goma ou resina no sistema de indução, que podem prejudicar o rendimento do motor. Apesar das técnicas modernas, não é fácil produzir uma gasolina com elevada octanagem e que queime sem deixar resíduos.

ÍNDICE DE OCTANO OU OCTANAGEM DA GASOLINA:

Nos motores a explosão a gasolina é vaporizada e recebe uma certa quantidade de ar. Essa mistura é então comprimida e explode sob a ação de uma faísca elétrica produzida pela vela do motor. A explosão desloca o pistão e esse movimento é aproveitado para produzir trabalho.

Muitas vezes a mistura explosiva detona, ao ser comprimida. Essa detonação antecipada, chamada de knocking, prejudica o trabalho do motor, diminuindo sua potência e rendimento.

Foram então realizados diversos estudos, procurando verificar quais componentes da gasolina resistiam à compressão sem detonar, até que descobriu-se que o melhor era o 2,2,4-trimetil-pentano e o pior o heptano normal:

isoctano  nomenclatura oficial: 2,2,4-trimetil-pentano

heptano  nomenclatura oficial: n-heptano

Esses dois compostos foram adotados como referência para se medir a resistência à compressão sem detonação:

·         ao isoctano, que detona apenas a compressões elevadas e era superior a qualquer gasolina em 1927 (quando o índice foi adotado) atribuiu-se o índice 100

·         ao heptano, que é particularmente susceptível a detonar, foi dado o índice 0

Uma mistura que contenha 70% do primeiro e 30% do segundo tem, pois 70 octanos. A gasolina de 70 octanos é então a que se comporta como a mistura anterior.

ALGUNS ADITIVOS DA GASOLINA:

Mais adiante foi descoberto que a adição de certas substâncias à gasolina podiam elevar o seu índice de octanagem, pois aumentavam sua resistência à explosão. Tais substâncias ficaram conhecidas como antidetonantes ou anti-knocking e atualmente o seu uso é universal: praticamente 100% das gasolinas comerciais o contém. Os combustíveis para aviação não podem ser preparados sem esses aditivos.

Os progressos no valor médio de octano nos combustíveis para motor têm sido notáveis. Em 1930, os valores de octano investigados na gasolina comum e na de primeira qualidade (ou premium) foram de 63 e 73, respectivamente. Em meados de 1956 foram de 89,3 e 96,4 e algumas companhias passaram a vender um terceiro grau de gasolina com um número de octano superior a 100.  As gasolinas de aviação sobrepassaram a marca dos 100 na escala de octanagem há muitos anos, estando entre 130 e 145.

Um dos aditivos que empregou-se largamente na gasolina foi o tetraetil-chumbo, denominado no comércio como chumbo-tetraetila. A concentração dessa substância nos combustíveis, por ser muito tóxica, é controlada.   

tetraetil-chumbo

A composição do aditivo não contém apenas tertaetil-chumbo mas também dibromoetileno, dicloroetileno e um corante. O dibromoetileno é fundamental, pois reage com o chumbo produzido na combustão, formando um produto volátil (brometo de chumbo), que é eliminado do motor juntamente com os gases de escape. Assim evita-se a deposiçao do chumbo no motor.

Outro aditivo que pode ser adicionado à gasolina são os agentes anticongelantes. Pode se formar gelo no carburador ao evaporar a gasolina em tempo muito frio e desta maneira afogar o motor. Isso pode ser evitado com o uso de agentes anticongelantes: como exemplo podemos citar o álcool isopropílico, que pode ser adicionado à gasolina em quantidade até 2% em volume. Alguns desses aditivos são ativos em quantidades muito menores. Os combustíveis de aviação necessitam dos agentes anticongelantes, devido à baixas temperaturas em que os aviões operam.

Podemos citar ainda os agentes anticorrosivos, antioxidantes (para evitar a polimerização da gasolina que acarreta a formação de resinas) e os corantes, que também são bastante empregados na fabricação das gasolinas combustíveis.

GASOLINA NO BRASIL:

Os tipos de gasolina distinguem-se pela adição de um corante. No Brasil, a gasolina automotiva de maior octanagem ou premium é a azul.

As características da gasolina para automóveis são controladas pela Agência Nacional do Petróleo, em especial sua volatilidade e teor de enxofre.  A Petrobras, preocupada com o meio ambiente, retirou desde janeiro de 1989 todo o chumbo da gasolina automotiva produzida em suas refinarias. A produção da empresa representa 98% do combustível comercializado no Brasil. Porém a gasolina de aviação ainda contém o aditivo em sua formulação.  A crise energética mundial levou o Brasil a adicionar álcool etílico à gasolina combustível.

OUTROS TIPOS DE GASOLINA:

Além das gasolinas de aviação e das automotivas, existem as que se destinam a usos industriais e domésticos. São geralmente empregadas como solventes. Essas gasolinas especiais têm limites precisos de destilação e devem ser dessodorizadas e dessulfurizadas. O espírito-de-petróleo, por exemplo, usado sobretudo como solvente para pintura, é uma gasolina pesada, destilada entre 140^oC e 200^oC.

COMO FUNCIONAM OS MOTORES À EXPLOSÃO:

Apesar da gasolina se encontrar no estado líquido, para funcionar como combustível é necessário que a mesma se encontre no estado gasoso. É no carburador que o combustível é vaporizado, misturado com uma quantidade própria de ar e então injetado no motor.

O motor é constituído por um cilindro (que movimenta um pistão), duas válvulas (para entrada e saída de gases) e uma vela. Esse tipo de motor é conhecido como motor de 4 tempos, pois funciona através de uma sequência de quatro etapas:

·         A primeira consiste na entrada dos gases (mistura de ar-combustível) no motor; para isso o pistão desce, abrindo a válvula de entrada de modo que a mistura penetra na câmara de combustão.

·         Na segunda etapa a válvula de entrada é fechada, o pistão sobe e comprime a mistura de gases.

·         A seguir a vela lança uma faísca elétrica, que provoca a reação entre o oxigênio do ar atmosférico e a gasolina vaporizada. A reação libera uma enorme quantidade de calor, que aquece os gases produzidos na reação, expandindo-os. Na expansão, o pistão é empurrado para baixo, e a energia química dos combustíveis é convertida principalmente em energia mecânica. O movimento do pistão aciona engrenagens, que por sua vez provocam o movimento do veículo.

·         Finalmente, a válvula de escape se abre e expulsa os gases produzidos na câmara de combustão. Estes são levados para o escapamento e lançados no meio ambiente. A válvula de escapa se fecha, iniciando então um novo ciclo.

COMPARANDO GASOLINA E ÁLCOOL:

característica	gasolina	álcool
evaporação	mais volátil	menos volátil
índice de octanagem	90	80
energia liberada	7200 kcal/litro	5000 kcal/litro
preço médio (maio/99)	R$ 0,91	R$ 0,44
disponibilidade	derivado do petróleo, fonte não renovável	derivado da cana-de-açúcar, recurso renovável
consumo	mais econômico*	menos econômico*

* O álcool apresenta um consumo cerca de 30% superior ao de gasolina.

Através dos dados da tabela não é possível apontar qual é o melhor combustível. Deve-se ressaltar que a eficiência do combustível depende também do tipo de motor utilizado, do seu estado de conservação, da sua manutenção, regulagem e o modo que o veículo é utilizado: em meio urbano, estradas.

RESÍDUOS ORIGINADOS NO PROCESSO DE COMBUSTÃO DA GASOLINA:

Devemos considerar que atualmente a gasolina (basicamente formada de octano) contém em sua formulação álcool etílico e uma serie de aditivos.

álcool etílico  nomenclatura oficial: etanol

Quando o etanol e o isoctano reagem com oxigênio na câmara de combustão, temos a formação de gás carbônico (CO²) e vapor de água (H₂O):

 

Os aditivos também reagem provocando a formação de partículas sólidas que são lançadas na atmosfera junto com o vapor de água e gás carbônico.

O ar atmosférico é uma mistura de gases, a qual 78% é composta por nitrogênio (N²). O calor da combustão pode causar a reação do gás nitrogênio com o oxigênio, formando os óxidos respectivos:

(monóxido de nitrogênio)

(dióxido de nitrogênio)

Como os ciclos do motor são muito rápidos, pode haver a combustão dos gases pode ser incompleta e parte dos átomos de carbono podem ser transformados em monóxido de carbono (CO) ou simplesmente em fuligem (C):

CRAQUEAMENTO:

O craqueamento ou cracking é um processo que promove a ruptura de moléculas maiores de hidrocarbonetos, transformando-as em moléculas mais simples.

O aperfeiçoamento do processo de decomposição por pirólise controlada ou "cracking", de hidrocarbonetos permitiu extrair o dobro de gasolina do petróleo. Os hidrocarbonetos de peso molecular elevado, que seriam apenas usados como combustível pesado ou na construção de estradas, podem ser rompidos por meio de tratamentos térmicos em misturas de moléculas menores que possuem a volatilidade desejada. O craqueamento de uma fração de alcanos de peso molecular elevado produz uma mistura de alcenos e alcanos; os alcenos tem índice de octanagem mais vantajosos, portanto as gasolinas obtidas por esse processo têm propriedades antidetonantes superiores.

As frações geralmente empregadas no craqueamento para produção de gasolina são o óleo combustível e querosene:

Reações genéricas no craqueamento do óleo combustível e querosene:

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 permite realizar a conversão em condições de pressão mais reduzidas. O catalisador facilita o quebramento das moléculas. Alguns catalisadores utilizados:

SiO₂-Al₂O₃-Cr₂O₃,  SiO₂-Al₂O₃

O uso de temperaturas relativamente altas é essencial em ambos os tipos de craqueamento.

As gasolinas de craqueamento recebem antioxidantes, para evitar a oxidação do combustível, que inicia um processo de formação de resinas. Os aditivos são colocados em pequenas quantidades, e em geral são compostos como os fenóis e aminas aromáticas.

Antes da realização do craqueamento propriamente dito, algumas refinarias adotam o processo de visco redução, que se caracteriza por um craqueamento realizado em temperaturas mais baixas, com a finalidade de diminuir a viscosidade dos óleos combustíveis, transformando-os em frações mais leves que então serão submetidas ao craqueamento.

ALQUILAÇÃO:

Trata-se de um outro processo empregado na obtenção de gasolina, e de certo modo pode ser considerado o inverso do craqueamento, pois aqui pequenas moléculas são combinadas para formar outras maiores como as presentes na gasolina.

Na alquilação são empregados produtos gasosos provenientes do petróleo, e podem ser combinadas moléculas diferentes entre si:   

POLIMERIZAÇÃO:

É um processo semelhante à alquilação, mas combina apenas moléculas similares para obter a formação de octanos, principal componente da gasolina.

A fração em C₄ do gás natural é rica em butano e isobutano:

butano

isobutano

O isobutano, tanto pode sofrer desidrogenação como eliminação de metano (CH₄); o craqueamento dessa fração fornece uma mistura rica em isobuteno:   

O tratamento do isobuteno com ácido sulfúrico ou fosfórico, que atuam como catalisadores da reação, combina duas moléculas do hidrocarboneto, num processo denominado dimerização, havendo a formação de isocteno.   

O isocteno tem um elevado índice de octanagem, e por hidrogenação pode ser convertido em isoctano, se necessário.

Em tecnologia do petróleo a reação de dimerização é chamada de "polimerização", sendo os combustíveis obtidos de gasolinas polimerizadas ou polymer gasolines.

8.    Refino de Óleo Cru

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 tão  pesado 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 desenvolvendo  novos 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 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.

à    craqueamento térmico usa calor e altas pressões para efetuar a conversão de grandes moléculas em outras menores.

à    craqueamento catalítico faz uso de um catalisador, substância que  realiza a conversão em condições de pressão mais reduzidas. 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 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 é aquecido  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 26^oC e 538^oC, em presença de catalisadores.

Fonte: Fundamentals of Petroleum - Second Edition - The University of Texas at Austin

9.    Tabelas e Dados Estatísticos

Composição Percentual do Gás Natural

Hidrocarbonetos	%
metano	70 - 98
etano	1 - 10
propano	traços - 5
butanos	traços - 2
pentanos	traços - 1
hexanos	traços - 0,5
heptanos +	traços - 0,5
Não-hidrocarbonetos	%
nitrogênio	traços - 15
dióxido de carbono	traços - 5
sulfeto de hidrogênio	traços - 3
hélio	traços - 5

Fonte: Fundamentals of Petroleum - Second Edition - The University of Texas at Austin

Frações Típicas do Óleo Cru

Fração	Ponto de Ebulição (oF)	Composição Quím. Aproximada	Usos
gás de hidrocarbonetos	até 100	C1-C2	gás combustível
-	até 100	C3-C4	gás envasado
gasolina	100-350	C5-C10	combustível para motores e solvente
querosene	350 a 450	C11-C12	combustível para aviões, matéria prima para craqueamento
gasóleo leve	450-580	C13-C17	diesel, combustível para fornalhas
gasóleo pesado	580-750	C18-C25	óleo lubrificante
lubrificantes	750-950	C2  6-C38	óleo lubrificante, cêras de parafina, resina de petróleo
resíduos	950- +	C38- +	piche, asfalto para pavimentação, coque, preservativos de madeira

Fonte: Fundamentals of Petroleum - Second Edition - The University of Texas at Austin

Análise Elementar de Óleo Cru Típico

Elemento	Porcentagem em Peso
Carbono	84 - 87
Hidrogênio	11 - 14
Enxofre	0,06 - 2,0
Nitrogênio	0,1 - 2,0
Oxigênio	0,1 - 2,0

Fonte: Fundamentals of Petroleum - Second Edition - The University of Texas at Austin

Reservas Brasileiras de Óleo e Condensado por Região de Produção (milhões de barris)

Bacia	Provada	Provável + Possível	Total
Amazônia	127,6	33,1	160,7
Bahia	192,6	96,3	288,9
Bacia de Campos	6.362,4	6.555,3	12.917,7
Espírito Santo	33,0	45,5	78,5
R.G.Norte/Ceará	363,7	269,1	632,8
Sergipe/Alagoas	237,0	64,3	301,3
Sul	41,2	19,8	61,0
PETROBRAS	7.357,5	7.083,4	14,440,9

Reservas referentes ao ano de 1998  Fonte: Revista Brasil Energia 221 Abril 99

Reservas Brasileiras de Óleo Equivalente por Região de Produção  (milhões de boe)

Bacia	Provada	Provável + Possível	Total
Amazônia	504,8	264,6	769,4
Bahia	348,7	216,2	564,9
Bacia de Campos	6.956,3	7.256,2	14.212,5
Espírito Santo	69,5	64,1	133,6
R.G.Norte/Ceará	479,5	317,9	797,4
Sergipe/Alagoas	326,5	98,6	425,1
Sul	93,4	22,3	115,7
PETROBRAS	8.778,7	v8.239,9	17.018,6

Reservas referentes ao ano de 1998  Fonte: Revista Brasil Energia 221 Abril 99

 Reservas Brasileiras de Gás Natural por Região de Produção  (bilhões de m3)

Bacia	Provada	Provável + Possível	Total
Amazônia	60,0	36,8	96,8
Bahia	24,8	19,1	43,9
Bacia de Campos	94,4	111,4	205,8
Espírito Santo	5,8	2,9	8,7
R.G.Norte/Ceará	18,4	7,8	26,2
Sergipe/Alagoas	14,2	5,5	19,7
Sul	8,3	0,4	8,7
PETROBRAS	225,9	183,9	409,8

Reservas referentes ao ano de 1998  Fonte: Revista Brasil Energia 221 Abril 99

10.          Mais Detalhes

10.1.                Geologia do Petróleo

O petróleo é encontrado nas bacias sedimentares, depressões na superfície da terra preenchidas por sedimentos que se transformaram, em milhões de anos, em rochas sedimentares. Essas bacias cobrem vasta área do território brasileiro, em terra e no mar.  A existência de acumulações de petróleo depende das características e do arranjo de certos tipos de rochas sedimentares no subsolo. Basicamente, é preciso que existam rochas geradoras que contenham a matéria-prima que se transforma em petróleo e rochas-reservatório, ou seja, aquelas que possuem espaços vazios, chamados poros, capazes de armazenar o petróleo. Essas rochas são envolvidas em armadilhas chamadas trapas, compartimentos isolados no subsolo onde o petróleo se acumula e de onde não tem condições de escapar. A ausência de qualquer um desses elementos impossibilita a existência de uma acumulação petrolífera. Logo, a existência de uma bacia sedimentar não garante, por si só, a presença de jazidas de petróleo.

10.2.                Exploração do Petróleo

A moderna exploração do petróleo utiliza um grande conjunto de métodos de investigação na procura das áreas onde essas condições básicas possam existir. Os diversos estágios da pesquisa petrolífera orientam-se pelos fundamentos de duas ciências: a Geologia, que estuda a origem, constituição e os diversos fenômenos que atuam por bilhões de anos na modificação da Terra, e a Geofísica, que estuda os fenômenos puramente físicos do planeta. Assim, a geologia de superfície analisa as características das rochas na superfície e pode ajudar a prever seu comportamento a grandes profundidades. Os métodos geofísicos, por sua vez, tentam, através de sofisticados instrumentos, fazer uma espécie de "radiografia" do subsolo, que traz valiosos dados e permite selecionar uma área que reúna condições favoráveis à existência de um campo petrolífero.  Especialistas analisam o grande volume de informações gerado pelas etapas iniciais da pesquisa e a partir daí obtêm um razoável conhecimento sobre a espessura, constituição, profundidade e comportamento das camadas de rochas existentes numa bacia sedimentar, o que permite a escolha dos melhores locais para a perfuração. Porém tudo isso pode, no máximo, sugerir que certa área tem ou não possibilidades de conter petróleo, mas jamais garantir a sua presença. Esta somente será confirmada pela perfuração dos poços.  Todas as bacias sedimentares brasileiras foram pesquisadas, em graus diferentes. A intensidade do esforço exploratório tem variado em função dos resultados obtidos. Em algumas bacias, houve descobertas logo na fase inicial de exploração, e o número de poços perfurados cresceu rapidamente. Em outras, esse sucesso não ocorreu, e o trabalho foi interrompido, só tendo sido retomado após o reestudo das informações e com o emprego de novas idéias ou métodos. Esta é a prática adotada por todas as grandes companhias de petróleo.

10.3.                Perfuração

A Petrobras perfurou o primeiro poço marítimo em 1968, em frente ao Espírito Santo, e o segundo, no mesmo ano, no litoral de Sergipe, que resultou na descoberta do campo de Guaricema. A atividade nas bacias marítimas foi acelerada progressivamente desde então, em decorrência dos avanços tecnológicos e dos êxitos alcançados. Em 1974, foi descoberto petróleo na bacia de Campos, no litoral fluminense, que se tornou a mais importante província produtora do País.  A perfuração em terra é feita através da sonda de perfuração, constituída de uma estrutura metálica de mais de 40 metros de altura (a torre) e de equipamentos especiais. A torre sustenta um tubo vertical, a coluna de perfuração, em cuja extremidade é colocada uma broca. Através de movimentos de rotação e de peso transmitidos pela coluna de perfuração à broca, as rochas são perfuradas.  Lama de perfuração é um fluido especial, composto basicamente de uma mistura de argila, aditivos químicos e água, injetado no poço por meio de bombas, a fim de manter a pressão ideal para que as paredes do poço não desmoronem. A lama de perfuração serve, também, para lubrificar e resfriar a broca e deter a subida do gás e do petróleo, em caso de descoberta.  Enquanto se processa a perfuração, todo o material triturado pela broca vem à superfície, em mistura com a lama. O geólogo examina os detritos contidos nesse material e, aos poucos, vai reunindo a história geológica das sucessivas camadas rochosas vencidas pela sonda. A análise desses dados pode dar a certeza de que a sonda encontrou petróleo e que a perfuração deve continuar ou, então, de que não há esperança de qualquer descoberta.  A perfuração de um poço nem sempre revela a presença de petróleo no subsolo. Apesar do grande progresso dos métodos de pesquisa, mais de 80% dos poços pioneiros não resultam, no Brasil e no mundo, em descobertas aproveitáveis. Quando um poço não revela a presença de petróleo, é tamponado com cimento e abandonado. Embora secos ou subcomerciais, esses poços podem fornecer indicadores e informações importantes para o prosseguimento das perfurações, porque permitem maiores conhecimentos sobre a área explorada.  Na fase da pesquisa petrolífera denominada avaliação, determina-se se o poço contém petróleo em quantidades que justifiquem sua entrada em produção comercial. Para isso, são realizados testes de formação, para recuperação do fluido contido em intervalos selecionados; se os resultados forem promissores, executam-se os testes de produção, que podem estimar a produção diária de petróleo do poço.  Desde o momento em que a perfuração é iniciada, o trabalho se processa sem interrupção e só termina quando atinge os objetivos predeterminados. O objetivo de um poço, em termos de perfuração, é traduzido na profundidade programada: 800, 2.000, 6.000 metros, etc. Isto requer trabalho árduo e vigília permanente. À medida que a broca avança, são acrescentados tubos em segmentos de dez metros. Em geral, uma broca tem vida útil de 40 horas. Para trocá-la, tem-se de retirar toda a tubulação em segmentos de três tubos e recolocá-los. É fácil imaginar o trabalho e o tempo que se leva se a perfuração estiver, por exemplo, a 4.000 metros de profundidade.  Os poços iniciais são chamados pioneiros e têm por objetivo testar áreas ainda não produtoras. Caso se realize uma descoberta com o pioneiro, são perfurados outros poços para estabelecer os limites do campo. São os chamados poços de delimitação ou extensão. Todos eles são, em conjunto, classificados como exploratórios. Se for confirmada a existência de área com volume comercialmente aproveitável de óleo, são perfurados os poços de desenvolvimento, através dos quais o campo é posto em produção. Em muitos casos, os poços pioneiros e os de delimitação também são aproveitados para produzir.

10.4.                Petróleo no Mar

No mar, as atividades seguem etapas praticamente idênticas às de terra. As perfurações marítimas podem ser executadas através de plataformas fixas ou flutuantes e de navios-sonda.  As plataformas mais comuns são de dois tipos: as semi-submersíveis, que se apoiam em flutuadores submarinos, cuja profundidade pode ser alterada através do bombeio de água para dentro ou fora dos tanques de lastro, permitindo que os flutuadores fiquem posicionados sempre abaixo da zona de ação das ondas, o que dá ao equipamento grande estabilidade. As plataformas auto-eleváveis se apoiam no fundo do mar por meio de três ou mais pernas com até 150 metros de comprimento, que se movimentam verticalmente através do casco. No local da perfuração, as pernas descem até o leito do mar e a plataforma é erguida, ficando a uma altura adequada, acima das ondas. Finda a perfuração, as pernas são suspensas, e a plataforma está pronta para ser rebocada. Já os navios-sonda parecem navios convencionais, mas possuem, no centro, uma torre e uma abertura pela qual é feita a perfuração.  Em algumas partes do mundo, já foram feitas perfurações em lâminas d'água (distância da superfície ao fundo do mar) superiores a 2.000 metros e há projetos para dobrar esta marca. No litoral brasileiro, já houve perfurações em águas de 1.845 metros de profundidade.

10.5.                Reservas

O desenvolvimento de um campo, ou seja, sua preparação para produzir, só ocorre se for constatada a viabilidade técnico-econômica da descoberta, verificando-se se o volume de petróleo recuperável justifica os altos investimentos necessários à montagem de uma infra-estrutura para produção comercial.  Através do dimensionamento das reservas. Determinam-se, primeiro, as quantidades de óleo e gás existentes na jazida (volume original provado), por meio do reconhecimento de fatores como sua extensão, espessura das camadas saturadas com óleo ou gás, quantidade de água associada, percentagem de gás dissolvido no óleo, porosidade da rocha, pressão, temperatura, etc. A seguir, é calculado o volume de hidrocarbonetos que pode ser recuperado, multiplicando-se o volume original provado por um fator de recuperação. As reservas são reavaliadas anualmente, e seu volume oscila em função de novas descobertas, das quantidades de petróleo extraídas a cada ano e dos avanços técnicos que permitem elevar o fator de recuperação dos fluidos existentes no interior da rocha-reservatório.  As reservas se classificam em provadas, prováveis e possíveis. Reservas provadas são aquelas cuja existência é considerada de alta certeza; as prováveis são as de média certeza, enquanto as possíveis são de baixa certeza. Essas três classificações representam o petróleo explotável, ou seja, que pode ser extraído economicamente pelos processos existentes. Há ainda uma outra classificação, a de reservas não definidas, utilizada para identificar o óleo cujo aproveitamento depende de estudos mais aprofundados ou de tecnologia ainda não disponível.  O tempo de vida útil de um campo de petróleo é de cerca de 30 anos. Nas operações de produção, o que se procura é extrair o petróleo da maneira mais racional possível, para que este período não se reduza. Retiram-se, em média, apenas 25% (fator de recuperação). Portanto, 75% do petróleo ficam retidos, esperando que surjam novas técnicas, capazes de aumentar a eficiência dos meios de extração.  O fator de recuperação varia segundo a natureza dos reservatórios (porosidade das rochas) e as características do petróleo (maior ou menor viscosidade). Pode-se aumentar o fator de recuperação com técnicas especiais, chamadas recuperação secundária e terciária. Elas consistem na injeção de água, gás, vapor ou substâncias especiais no interior do reservatório, para estimular a saída do petróleo. Utiliza-se também o método de combustão in situ, que provoca uma espécie de incêndio controlado nas profundezas do reservatório, conseguindo-se, assim, maior fluidez do óleo.

10.6.                Completação

Quando um poço é produtor, inicia-se o estágio de completação: uma tubulação de aço, chamada coluna de revestimento, é introduzida no poço. Em torno dela é colocada uma camada de cimento, para impedir a penetração de fluidos indesejáveis e o desmoronamento de suas paredes. A operação seguinte é o canhoneio:  um canhão especial desce pelo interior do revestimento e, acionado da superfície, provoca perfurações no aço e no cimento, abrindo furos nas zonas portadoras de óleo ou gás e permitindo o escoamento desses fluidos para o interior do poço. Outra tubulação, de menor diâmetro (coluna de produção), é introduzida no poço, para conduzir os fluidos até a superfície. Instala-se na boca do poço um conjunto de válvulas conhecido como árvore-de-natal, para controlar a produção.

10.7.                Produção

Na fase de produção, o óleo pode vir à superfície espontaneamente, impelido pela pressão interna dos gases. Nesses casos, temos os chamados poços surgentes. Quando isso não ocorre, é preciso usar equipamentos para promover a elevação artificial dos fluidos. O bombeio mecânico é feito por meio do cavalo-de-pau, montado na cabeça do poço, que aciona uma bomba colocada no seu interior. Existem ainda os bombeios hidráulico, centrífugo e a injeção de gás, com o mesmo objetivo.  Os sistemas de produção marítimos utilizam plataformas fixas especialmente construídas ou plataformas de perfuração, do tipo semi-submersível, adaptadas para produzir. A Petrobras desenvolveu tecnologia própria para produção marítima, através dos sistemas flutuantes de produção, largamente utilizados na bacia de Campos. Os êxitos sucessivos obtidos na concepção e operação desses sistemas colocaram a Companhia na vanguarda mundial da produção de petróleo em águas profundas, onde o Brasil vem obtendo sucessivos recordes tecnológicos, destacando-se o de produção em maior lâmina d'água do mundo.  Entre a descoberta de uma jazida e o início da produção são mobilizados centenas de profissionais e aplicados bilhões de reais para montar uma complexa infra-estrutura que permita a extração do petróleo e seu escoamento até as refinarias. São necessários enormes investimentos para a construção de plataformas de produção marítima, oleodutos, gasodutos, estações coletoras de petróleo, instalações de tratamento e terminais petrolíferos.

10.8.                Gás Natural

Gás Natural é o gás existente nas jazidas. Algumas vezes, é produzido juntamente com o petróleo - é o chamado gás associado, comum nos poços da bacia de Campos. Há também o gás natural não-associado, existente em jazidas sem petróleo, como nos poços do campo de Juruá, na Amazônia.  Ao sair do poço, o petróleo não vem só. Embora existam poços que só produzem gás, grande parte deles produz, ao mesmo tempo, gás, petróleo e água salgada. Isto prova que o óleo se concentra no subsolo, entre uma capa de gás e camadas de água na parte inferior. Depois de eliminada a água, em separadores, o petróleo é armazenado e segue para as refinarias ou terminais.  O gás natural é submetido a um processo onde são retiradas partículas líquidas, que vão gerar o gás liquefeito de petróleo (GLP) ou gás de cozinha. Após processado, o gás é entregue para consumo industrial, inclusive na petroquímica. Parte deste gás é reinjetado nos poços, para estimular a produção de petróleo.

10.9.                Refino

O refino é constituído por uma série de operações de beneficiamento às quais o petróleo bruto é submetido para a obtenção de produtos específicos. Refinar petróleo, portanto, é separar as frações desejadas, processá-las e transformá-las em produtos vendáveis.  A primeira etapa do processo de refino é a destilação primária. Nela, são extraídas do petróleo as principais frações, que dão origem à gasolina, óleo diesel, nafta, solventes e querosenes (de iluminação e de aviação), além de parte do GLP (gás de cozinha). Em seguida, o resíduo da destilação primária é processado na destilação a vácuo, na qual é extraída do petróleo mais uma parcela de diesel, além de frações de um produto pesado chamado gasóleo, destinado à produção de lubrificantes ou a processos mais sofisticados, como o craqueamento catalítico, onde o gasóleo é transformado em GLP, gasolina e óleo diesel. O resíduo da destilação a vácuo pode ser usado como asfalto ou na produção de óleo combustível. Uma série de outras unidades de processo transformam frações pesadas do petróleo em produtos mais leves e colocam as frações destiladas nas especificações para consumo.  O petróleo, em estado natural, é uma mistura de hidrocarbonetos – compostos formados por átomos de carbono e hidrogênio. Além desses hidrocarbonetos, o petróleo contém, em proporções bem menores, compostos oxigenados, nitrogenados, sulfurados e metais pesados. Todos esses elementos combinam-se de forma infinitamente variável. Conhecer a qualidade do petróleo a destilar é fundamental para as operações de refinação, pois sua composição e aspecto variam segundo a formação geológica do terreno de onde o petróleo foi extraído e a natureza da matéria orgânica que lhe deu origem. Assim, há petróleos leves, que dão elevado rendimento em nafta e óleo diesel; petróleos pesados, que têm alto rendimento em óleo combustível; petróleos com alto ou baixo teor de enxofre, etc. O conhecimento prévio dessas características facilita a operação de refino. A Petrobras, por exemplo, produz em suas refinarias mais de 80 produtos diferentes. Os rendimentos obtidos, em derivados, em relação ao petróleo processado dependem do tipo do petróleo e da complexidade da refinaria. Os principais derivados e sua utilização são:

·         Gás ácido - Produção de enxofre

·         Eteno - Petroquímica

·         Dióxido de carbono - Fluido refrigerante

·         Propanos especiais - Fluido refrigerante

·         Propeno - Petroquímica

·         Butanos especiais - Propelentes

·         Gás liquefeito de petróleo – Combustível doméstico

·         Gasolinas - Combustível automotivo

·         Naftas - Solventes

·         Naftas para petroquímica - Petroquímica

·         Aguarrás mineral - Solventes

·         Solventes de borracha - Solventes

·         Hexano comercial - Petroquímica, extração de óleos

·         Solventes diversos - Solventes

·         Benzeno - Petroquímica

·         Tolueno - Petroquímica, solventes

·         Xilenos - Petroquímica, solventes

·         Querosene de iluminação - Iluminação e combustível doméstico

·         Querosene de aviação - Combustível para aviões

·         Óleo diesel - Combustível para ônibus, caminhões, etc.

·         Lubrificantes básicos - Lubrificantes de máquinas e motores em geral

·         Parafinas - Fabricação de velas, indústria de alimentos

·         Óleos combustíveis - Combustíveis industriais

·         Resíduo aromático - Produção de negro de fumo

·         Extrato aromático - Óleo extensor de borracha e plastificante

·         Óleos especiais - Usos variados

·         Asfaltos - Pavimentação

·         Coque - Indústria de produção de alumínio

·         Enxofre - Produção de ácido sulfúrico

·         n-Parafinas - Produção de detergentes biodegradáveis

10.10.           Transporte

Petróleo, derivados e álcool podem ser transportados por navios ou dutos. Os navios, operados pela Frota Nacional de Petroleiros (Fronape), unidade da Petrobras, são utilizados no transporte de petróleo e seus derivados do exterior para os terminais marítimos brasileiros, e do Brasil para o exterior. A Fronape efetua, também, o transporte de cabotagem de petróleo, seus derivados e álcool ao longo da costa brasileira. Os dutos são classificados em oleodutos (transporte de líquidos) e gasodutos (transporte de gases) e em terrestres (construídos em terra) ou submarinos (construídos no fundo do mar). Os oleodutos que transportam derivados e álcool são também chamados de polidutos. Outras modalidades de transporte, como o rodoviário e o ferroviário, são ocasionalmente empregadas para a transferência de petróleo e derivados.  A Petrobras dispõe de navios especializados para o transporte de petróleo, derivados e álcool, assim como de navios mínero-petroleiros (que levam minério e trazem petróleo) e outros destinados ao transporte de produtos químicos. A capacidade própria de transporte é complementada com navios fretados de terceiros, mediante o pagamento de um aluguel ou frete por carga transportada.  As operações de carga e descarga dos navios são feitas em terminais marítimos, que dispõem de facilidades para atracação e sistemas de tubulações e bombas para a transferência da carga transportada, bem como de tanques para seu armazenamento. A Petrobras possui terminais para petróleo, derivados e álcool, cujas sedes estão localizadas nas cidades de São Francisco do Sul (SC), São Paulo (SP), Duque de Caxias (RJ), Ipojuca (PE) e na Ilha de Madre de Deus (BA). Nas operações de cabotagem, os navios também descarregam nos portos que possuem instalações especializadas para este fim.  Dos campos de produção terrestres e marítimos o petróleo é transportado por oleodutos para as refinarias. Quando importado, ele é descarregado nos terminais marítimos e transferido para as refinarias, também através de oleodutos. Depois de processado nas refinarias, seus derivados são transportados para osgrandes centros consumidores e para os terminais marítimos, onde são embarcados para distribuição em todo o País. O gás natural, por sua vez, é transferido dos campos de produção para as plantas de gasolina natural, de onde, depois de processado para a retirada das frações pesadas, é enviado aos grandes consumidores industriais e à rede de distribuição domiciliar. A Petrobras dispõe de extensa rede de oleodutos, gasodutos e polidutos que interligam campos petrolíferos, terminais marítimos e terrestres, bases de distribuição, fábricas e aeroportos.  Os oleodutos, gasodutos e polidutos são o meio mais seguro e econômico para transportar grandes volumes de petróleo, derivados e gás natural a grandes distâncias. Além disso, o sistema permite a retirada de circulação de centenas de caminhões, economizando combustível e reduzindo o tráfego de veículos pesados nas rodovias. Resultado: melhora-se a circulação, preservam-se as estradas e diminui a emissão de gases tóxicos.

10.11.           Pesquisa

Na área de petróleo as principais atividades de pesquisa estão ligadas a: 1) racionalizar e aperfeiçoar os trabalhos de exploração, lavra, industrialização, transporte e distribuição de petróleo, seus derivados, gases naturais e raros, xisto e seus derivados; 2) diminuir o dispêndio cambial da indústria brasileira de petróleo e petroquímica, possibilitando a substituição de matérias-primas importadas e dos serviços técnicos contratados no exterior por equivalentes nacionais; 3) contribuir para a criação e o desenvolvimento de novos processos, produtos, equipamentos e métodos de interesse da indústria do petróleo e petroquímica adequados às condições brasileiras; 4) incentivar a inovação e o aperfeiçoamento dos métodos de expansão e organização do conhecimento científico e tecnológico.  Na Petrobras, o Centro de Pesquisa - Cenpes - coordena três projetos estratégicos, que estão entre as prioridades tecnológicas da Petrobras: o de Inovação Tecnológica e Desenvolvimento Avançado em Águas Profundas e Ultraprofundas, o de Recuperação Avançada de Petróleo e o de Desenvolvimento de Tecnologias Estratégicas de Refino. Entre os programas tecnológicos conduzidos pelo Cenpes, destaca-se o Programa de Tecnologia Offshore, com o objetivo de otimizar os custos nas atividades de exploração, perfuração e produção no mar. O Cenpes desenvolve também projetos em parceria com outras empresas petrolíferas e centros de pesquisa e desenvolvimento no exterior.

10.12.           Xisto

O Brasil possui a segunda maior reserva de xisto do mundo. O Brasil detém a patente internacional do único processo moderno, em operação comercial, para extração do óleo de xisto – o processo Petrosix. Em 1972, a Petrobras colocou em operação em São Mateus do Sul, Paraná, a Usina Protótipo do Irati, para provar a possibilidade de operar o Petrosix em escala comercial, testar e desenvolver novos equipamentos, levantar dados básicos para o projeto da usina industrial e desenvolver tecnologia de proteção ambiental. O Módulo Industrial, que entrou em operação em 1991, produz óleo combustível, nafta industrial, enxofre, gás combustível e GLP (gás de cozinha).

10.13.           Meio Ambiente

Entre outras iniciativas, a Petrobras eliminou, em 1989, a adição de chumbo tetraetila à gasolina, contribuindo de maneira decisiva para a melhoria da qualidade do ar. Brasil e Japão foram os primeiros países do mundo a eliminar o chumbo da gasolina. Em 1992, a Petrobras lançou o diesel metropolitano para uso nos grandes centros urbanos, onde os níveis de poluição do ar são mais acentuados. Com apenas a metade do teor de enxofre do diesel usado para outras finalidades, esse produto reduz o volume de dióxido de enxofre lançado no ar das grandes cidades brasileiras.  Nas fases de perfuração e produção, os cuidados maiores são com o lançamento de efluentes e resíduos sólidos, além da prevenção e do controle de acidentes nos poços. No transporte de petróleo e derivados, a preocupação da Companhia é dirigida para a adoção de medidas preventivas e de controle, para evitar derrames de óleo. Nas refinarias, a Petrobras tem desenvolvido e implantado sistemas de tratamento para todos os efluentes potencialmente poluidores: chaminés, filtros e outros dispositivos e instalações que evitam a emissão de gases, vapores e poeiras tóxicas para a atmosfera. Os despejos líquidos são tratados por processos físico-químicos e biológicos antes de serem lançados nos rios ou no mar. Os resíduos sólidos são reciclados para utilização própria ou venda a terceiros. Os não reciclados são tratados em unidades de recuperação de óleo e de biodegradação natural, onde microorganismos do solo degradam os resíduos sólidos. Outros resíduos sólidos são enclausurados em aterros industriais constantemente controlados e monitorados.  O respeito ao meio ambiente marinho, de onde provém 75% da produção brasileira de petróleo, tem levado a Petrobras a intensificar os programas de treinamento para os empregados que trabalham nas atividades que interferem com esse sistema. Como uma das conseqüências, a Fronape, desde 1992, vem registrando uma acentuada redução de ocorrências que resultam em poluição do mar. A Petrobras mantém centros de Prevenção, Controle e Combate à Poluição do Mar por Óleo em todos os terminais marítimos. Estes centros treinam empregados da Petrobras e de outras entidades para dar combate imediato e especializado a vazamentos acidentais de petróleo ou derivados.