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MANTAS DE HIDROCARBONETOS E POLIPROPILENO Alexandre de Souza Brenno Alves Gonçalves Erick dos Santos Corrêa Filipe Pinheiro Brandão Gabriel Aguiar da Costa Gabriel dos Santos Fernandes Assis Luiz Melo de Oliveira Junior Marcos Paulo Gomes Matheus Guimarães Peixoto de Sousa Profa. Dra. Tatiany Fortini RESUMO Devido aos acidentes com derramamento de petróleo pelo mundo, fato que atinge ao meio ambiente marítimo, econômico e a sociedade como um todo, foi apresentada uma das soluções para recolhimento do óleo que fica na superfície do mar, as mantas de absorção de hidrocarbonetos e polipropileno. Realizou-se um levantamento sobre as consequências prejudiciais ao meio ambiente, tais como, ameaça a vida de animais marinhos, morte de peixes e, fatores econômicos como prejuízo para quem vive da pesca. O presente trabalho agregou conhecimentos relevantes à área de atuação do grupo, que cursa Engenharia Mecânica. Com ciência dos fatores problema aqui apresentados, utilizando-se das mantas de alta absorção, pode-se obter resultados significativos no controle de vazamentos do petróleo. Palavras chave: mantas; petróleo; meio ambiente. ABSTRACT Origins of oil spill accidents around the world, a fact that affects the maritime, economic environment and society as a whole, was presented one of the solutions for collecting oil that is on the sea surface, such as hydrocarbon and polypropylene absorption blankets . A survey was carried out on the harmful consequences to the environment, such as, threatening the life of marine animals, death of fish and economic factors such as losses for those who live from fishing. This work added relevant knowledge to the group's area of expertise, which is studying Mechanical Engineering. With awareness of the determinants of the problem here, using high-absorption blankets, results can be obtained in controlling oil spills. Key Words: blankets; Petroleum; environment. 1. INTRODUÇÃO Na realização desse projeto, a equipe envolvida procurou entender o tema proposto e encontrar um assunto enriquecedor quanto a métodos de mitigação de danos. Entende-se que quando há um derramamento de óleo no mar ou em qualquer outra área natural é totalmente nocivo para o meio ambiente e se tratando de áreas marítimas, ocasiona morte de espécies marinhas e contaminação de uma grande área no mar, prejudicando também aos trabalhadores que sobrevivem da pesca e direta ou indiretamente a toda sociedade, por isso a importância do desenvolvimento de tecnologias para conter esse óleo, uma delas é a manta de alta absorção. Para entender melhor a respeito dessa manta, foi realizada uma pesquisa sobre o derramamento de óleo, mostrando quais foram às tecnologias empregadas e as vezes que usaram mantas de alta absorção e sua eficácia. Além disso, uma pesquisa foi realizada mostrando a consciência da sociedade quanto aos riscos de tais desastres e ainda suas opiniões no que se refere ao grau de comprometimento das empresas do seguimento de petróleo. Trazendo o entendimento de que desenvolver tecnologias inovadoras podem resultar em alternativas eficientes. 2. METODOLOGIA O presente trabalho foi composto por duas (02) fases. A primeira fase, revisão bibliográfica, contou com uma breve apresentação a respeito da importância e relevância do tema proposto. A segunda fase consiste em uma pesquisa por observação direta extensiva, através de questionário (LAKATOS, E. M.; MARCONI M. A, 2003) de forma online com o número máximo de 39 participantes, todos estudantes de Engenharias na Faculdade Cenecista de Rio das Ostras, localizada no município de Rio das ostras, a fim de dimensionar o conhecimento de uma amostra pequena, mas representativa em se tratando de trabalho acadêmico. A pesquisa foi realizada a partir do questionário a seguir. Questionário de pesquisa por observação direta Pergunta 1 Qual o grau de importância que você daria para que uma tecnologia de contenção ou descontaminação de petróleo no mar fosse criada? Número de participantes: 39. Opções de resposta: 1 – Alta. 2 – Média. 3 – Baixa. Pergunta 2 Você acha que com o avanço tecnológico e com as várias décadas de exploração petrolífera submarina já não deveria ter tecnologia tal capaz de conter contaminações de petróleo no mar em 100%? Número de participantes: 38. Opções de resposta: 1 - Sim, mas talvez não tenha tanto incentivo assim das empresas. 2 - Não, pois o nível tecnológico atual não permite a eficácia em 100%. Pergunta 3 Você acha que as empresas de exploração petrolíferas tem cumprido seus papéis em criar equipamentos que visem mais em preservar o meio ambiente do que na produtividade? Número de participantes: 38. Opções de resposta: 1 – Sim. 2 - Em partes, pois não dedicam-se ao todo para sustentar o meio ambiente. 3 - Não. 2.1. PETRÓLEO E AS MANTAS DE HIDROCARBONETOS Os Hidrocarbonetos são compostos químicos orgânicos, desenvolvidos por moléculas de hidrogênio e carbono, cujas quantidades variam de acordo com os tipos encontrados na natureza (MORAIS, 2013). Os hidrocarbonetos são compostos que tem sua formação a partir de 2 átomos, estes átomos são o hidrogênio e o carbono. Eles são considerados substâncias apolares (hidrofóbicos), como óleo que não se mistura com a água e por consequência não conduzem corrente elétrica (TODO ESTUDO apud BROWN, T. E LEMAY, E., BURSTEN, B., 2005, P. 606). Um importante hidrocarboneto, responsável por parte de desastres naturais de elevada gravidade, é o petróleo. Essa formação do petróleo vem através da decomposição de matéria orgânica no fundo de mares e lagos e da sedimentação desse material sob altas pressões e temperaturas, como resto de animais ao longo de milhares de anos em ambientes aquáticos pobres em oxigênio. Ao longo do tempo, novas camadas são formadas compactando as antigas, os hidrocarbonetos podem migrar através de falhas nas rochas para camadas menos profundas, facilitando sua extração (ANEEL, 2003). O aprimoramento de tecnologias aplicadas às atividades de perfuração e à estimulação de jazidas, nos Estados Unidos, foi decisivo para o aproveitamento de recursos petrolíferos não convencionais, nos últimos anos naquele país. A expansão da atividade reverteu a tendência de queda na produção de petróleo e gás, até então baseada em recursos convencionais, levando ao fortalecimento da economia americana e determinando um impacto significativo na indústria petrolífera mundial. O método utilizado para o desenvolvimento da produção desses recursos petrolíferos não convencionais pode ser descrito sucintamente como a perfuração de rochas geradoras e/ou de reservatórios de baixíssima permeabilidade, por intermédio de poços de longo trecho horizontal associado à realização de fraturamentos hidráulicos múltiplos com espaçamentos projetados. A extração do petróleo pode ser feita no continente ou em solos oceânicos. O petróleo está contido em mais de 90% dos produtos feitos pelo homem, a grande maioria da produção de petróleo dá origem a diversos combustíveis, porém uma pequena porcentagem da produção é destinada a fabricação de inúmeros objetos que utilizamos todos os dias, tais como, plásticos, tecidos, borrachas, tintas, fertilizantes, medicamentos, entre outros. Ao longo da história podemos citar vários acidentes ocorridos em plataformas e oleodutos, diante dos constantes risco de acidentes e por consequências desses acidentes, ao longo do tempo muito tem sido os esforços de vários cientistas e pesquisadores para encontrar uma solução para os danos causado após um acidente com vazamentos, principalmente quando o petróleo é retirado no mar (offshore) e oleodutos, pois esses vazamentos causam muitos danos ao meio ambiente (MARTINS et al., 2015). Figura 1 - Consequência de vazamento de óleo no mar. Fonte:Pensamento verde, 2014. 2.2. SOLUÇÃO SUSTENTÁVEL PARA O DERRAMAMENTO DE PETRÓLEO EM ÁGUA. O vazamento de óleo no mar através das atividades marítimas tem sido um dos impactos ambientais que mais tem trazido preocupação por parte de ambientalista e empresas de petróleo e gás. A origem desses impactos ambientais pode ser devido a vários fatores como: eventos acidentais, poluição operacional, abandono de operação, entre outros. Estes são fatores que tendem a provocar um grande acidente que abrange características físico- químicas, toxicológicas, afetando não apenas o meio ambiente como a topografia do mar, a fauna, a flora e a geomorfologia da costa; provocando diversas consequências negativas às comunidades que vivem aos arredores das áreas de derramamento, tendo em vista que as mesmas dependem da atividade pesqueira para sobreviver, e não se deve esquecer; que esses fatores podem também afetar a sociedade em geral (LOBO G. M. E MORDENTE T. Z. apud SZEWCZYK, 2006). Atualmente, vive-se uma situação emergencial em razão dos muitos derramamentos de petróleo, entretanto, sabe-se que não basta somente usar os recursos financeiros e a tecnologia avançada para evitar os danos gerados ao meio ambiente, é necessário que se tenha profissionais qualificados, inclusive na área de aperfeiçoamento náutico, além da habilidade para operar com segurança, as técnicas e os métodos de mecanismo de limpeza de derramamento de óleo no mar (CRAIG et al., 2012). Diante dessas evidências, é imprescindível a realização de um estudo que possa ampliar as informações que tratam dos impactos ambientais gerados pelo vazamento de óleo no mar, pelas atividades marítimas, cuja exploração e descarga inadequada de petróleo e seus derivados podem se transformar numa grande catástrofe ambiental, deixando diversos passivos ambientais por décadas no planeta. A delimitação do tema desta pesquisa versa sobre os impactos ambientais gerados pelo vazamento de óleo no mar, uma das maiores fontes de contaminação de água, o que polui, por sua vez, a região onde estão realizando essa operação. Procura-se nesse estudo identificar as principais causas desses desastres no ambiente marinho, gerados pelo derramamento de petróleo no mar, onde é possível perceber ainda a constante combinação de processos físicos, biológicos e químicos, iniciados depois desse derrame, cujas taxas variam de acordo com cada um dos processos utilizados (CETESB, 2004). Pensando em todos potenciais impactos ambientais e nas dimensões econômicos que um vazamento de petróleo pode causar, principalmente em ambientes offshore, onde, devido as propriedades químicas e físicas, o óleo se espalha com rapidez sobre uma grande área na água, a empresa NETOIL desenvolveu e patenteou uma rede que recolhe o petróleo que está em contato com a água. Figura 2 – Rede de recolhimento. Fonte: NET OIL, 2017. A rede de recolhimento de hidrocarbonetos, foi desenvolvida para recolher óleo derramado acidentalmente em meio líquido pelo processo de adsorção, “método utilizado no tratamento de águas residuais contaminadas (efluentes)”, através da tensão superficial da água, que é resultado das ligações de hidrogênio, que são forças intermoleculares causadas pela atração dos hidrogênios de determinadas moléculas de água (que são os polos positivos (H+)) com os oxigênios das moléculas vizinhas (que são os polos negativos (O-)), que por ser pouco denso, flutua permanentemente na água, mesmo com grandes quantidades de óleo. Por ser um material sustentável, não traz impacto para o meio ambiente, sendo inerte. Segundo a empresa NETOIL, “a rede tem o formato de malha, constituída por fios com alta resistência mecânica e estabilizada com aditivos anti-UV, e tem eficiência na totalidade dos vazamentos que ocorrem com várias classificações de petróleo, como o leve, de API superior a 30º, mediano e pesado”, e foi testada pela Universidade Estadual do Rio de Janeiro, em conformidade com o CENPS – Centro de pesquisa da Petrobras, provou retenção de 2,5kg/m², flutuabilidade de 100%, descontaminação da água de 100%, material inerte ao ambiente (NETOIL apud UERJ TECHNICAL REPORT, 2016). 2.3. MANTAS DE POLIPROPILENO O polipropileno (C3H6)n tem origem em uma resina termoplástica produzida a partir do gás propileno que é um subproduto do refino do petróleo. Uma resina semitranslúcida e leitosa, e com fácil coloração (PORTAL SÃO FRANCISCO, 2020). O polipropileno (PP) é um dos plásticos mais importantes do mundo contemporâneo, principalmente entre as resinas termoplásticas (aquelas que se deformam com o calor). Atualmente, o polipropileno é o terceiro plástico mais comercializado, atrás apenas do polietileno de baixa densidade (PEBD) e do PVC (CENTERJET, 2020). Possui propriedades bem parecidas com as do polietileno, porém com ponto de moldagem mais elevado, pertencente ao grupo das poliolefinas onde também pertencem os polietilenos e polibutenos. Outra propriedade ótima deste material é a sua atoxidade, que o torna ideal para as indústrias alimentícias e farmacêuticas não contaminando o produto, ainda tem o benefício de poder ser soldado. Como o polipropileno é um dos plásticos mais utilizados no mundo e pode ser remoldado por simples aquecimento, a sua reciclagem torna-se importante, não apenas do ponto de vista econômico, como ambiental (CENTERJET, 2020). Umas das características específicas deste material é a baixa absorção de água que favorece o desenvolvimento de mantas de alta absorção que boiam na água não absorvendo-a e ainda proporciona maior resistência e durabilidade. Seu uso é recomendado para contenção e limpeza (absorção) de vazamentos de óleos em águas de lagos, rios, córregos, mar, portos e marinas. Pode ser cortada em vários tamanhos conforme necessidade. Proporciona um alto padrão de retenção e absorção que chega a vinte (20) vezes o seu próprio peso e mesmo cheias de óleo continuam a flutuar. O material tem forma de flocos ou tiras envoltas por uma tela que podem ser interligados de uma barreira à outra através de ganchos em suas extremidades para que se obtenha o comprimento desejado (SILEX, 2020). Figura 4 – Manta de absorção de polipropileno. Fonte: Filtra mais, 2017. 2.4. DESCARTE As mantas de absorção usadas ou saturadas, podem ser reutilizados quando devidamente comprimidos. Testes feitos no IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas em São Paulo, comprovaram a reutilização dos travesseiros em até 30 (trinta) vezes. O óleo absorvido pode ser reutilizado ou comercializado com as empresas de rebeneficiamento de óleos. Caso o óleo possa ser totalmente removido, os absorvedores poderão ser reciclados por serem termoplásticos. Os absorvedores podem ser destinados para o lixo industrial ou incineração seguindo os critérios técnicos e a legislação ambiental. 2.5. BREVE HISTÓRICO DE DESASTRES Com o passar do tempo, muitos desastres ocorreram no mundo do petróleo, porém, alguns deles foram mais marcantes tanto na quantidade de óleo liberado em oceanos quanto em impactos ao meio ambiente, alguns ocasionados por acidente. 2.5.1 Guerra do Golfo, Kuwait, Golfo Pérsico (Janeiro/1991) Ficou marcado na história, o maior vazamento de petróleo dos últimos 70 anos situado no Golfo Pérsico, que foi comandado por Saddam Hussein, o Kuwait tinha uma produção muito superior aos demais países produtores de petróleo e seus derivados, e com isso ejetavam uma grande quantidade de petróleo no mercado, fazendo com que o valor do mesmo caísse, tropas iraquianas invadiram o Golfo Pérsico, e abriram as válvulas dos poços, tendo liberado aproximadamente 240 milhões de galões de petróleo (BARBOSA V., 2010). 2.5.2. Baia de Guanabara (Janeiro/2000) O derreamento de petróleo foi causado pelo rompimento do duto que levava o óleo para a refinaria REDUC, inicialmente a Petrobras informou um vazamentode 500.000 mil litros de óleo, quando na verdade foi vazado 1.292.000 litros, causando uma grande devastação na região. Logo que constatado o derramamento de óleo no mar a Petrobras deu início a um Plano de ação emergencial, onde lançou todas as embarcações e as barreiras de contenção disponíveis ao mar, criando uma estrutura para atender a emergência, visando minimizar os impactos ambientais e sociais. Fez a contratação da empresa Oil Spill Emergence Response, especializada em combate a poluição por vazamento de petróleo (MMA, CONAMA, 2001). Foram empregadas várias ações de limpeza, como: Proteção dos ecossistemas através de barreiras de contenção; Recolhimento do óleo da superfície da água; Recolhimento da areia contaminada, do lixo oleoso e do não oleoso das praias; Hidrojateamento as pedras cotões e muros para remoção da película de óleo. Recursos Empregados: Aproximadamente 2400 colaboradores no período de pico; Cerca de 150 embarcações de diversos tipos; 4 barcos recolhedores de óleo, tipo Egmopol, Skimmers oleofílicos e Skimpacks Barreiras: 35km de contenção e 10 km de absorventes 5000 mantas absorventes de óleo natural/biorremediador : 142 máquinas de hidrojateamento; Guindastes, tratores, veículos diversos, compressores e geradores e etc. 2.5.3. Golfo do México (abril/2010) O derramamento de petróleo no Golfo do México se deu início com um vazamento de gás, que causou uma explosão na plataforma de exploração Deepwater Horizon, era de propriedade da Transocean, mas estava sendo administrada pela empresa BP (British Petroleum), que ficava localizada a 6,4 km da costa do estado norte-americano de Louisiana, no Golfo do México (AGENCIA EFE, G1, 2010). Um dos motivos mais relevantes que fez com que o vazamento tomasse proporções maiores foi o disposto BOP (blowout preventer), trata-se de um dispositivo de segurança, que é acionado manualmente pelo operador de perfuração, ou automaticamente, em atos de vazamento do fluido. Neste caso do Golfo do México este dispositivo falhou, tendo então dado início ao grande escoamento de petróleo (AGENCIA EFE, G1, 2010). Deu-se início a tentativa de contenção do vazamento, foi aplicada a técnica top kill, que consiste em parar o vazamento com uma injeção de grande quantidade de um fluido de alta densidade, composto por um hibrido de lama e concreto, foi injetado mais de 2,4 milhões de litros de lama, com o objetivo de equilibrar a pressão feita pelo petróleo bruto que era jorrado diretamente ao mar, porém todo esse esforço foi mal sucedido (AGENCIA EFE, G1, 2010). No início de junho foi colocado um “funil” sobre o poço com 4 aberturas para que o petróleo fosse drenado via duto até um navio-tanque na superfície, esta ação obteve sucesso, porém foi extraído um pequeno valor de petróleo equivalente a 18 mil barris/dia, que chegava a capacidade máxima do dispositivo, com isso a BP fez a instalação de outro dispositivo que tinha capacidade de expandir a extração do óleo para 20 a 28 mil barris/dia. Todavia o funil era uma solução parcial e temporária onde as válvulas foram fechadas lentamente com o intuito de diminuir a pressão que o fluido estava exercendo (AGENCIA EFE, G1, 2010). Depois de longos 87 dias o vazamento de óleo no Golfo do México do poço danificado Macondo (MC-225) foi finalmente interrompido com o fechamento da última das três válvulas do funil foi fechada. Foi injetado lama e cimento pela boca do poço com a finalidade de tampá-lo (GREENPEACE, 2010). Com o intuito de retirada do petróleo da superfície do mar foram utilizadas várias tecnologias. Dentre elas foi utilizada a manta de alta absorção que é composta por polipropileno, um material poroso derivado do petróleo que tem uma capacidade de sugar o fluido do mar, a cada 3 metros desta barreira e feita o absorvimento de 70 litros de petróleo. Foi necessária a ajuda de aproximadamente 20 mil pessoas que auxiliavam na limpeza na costa e 1700 navios (BBC, G1, 2010). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Com o intuito de mensurar o conhecimento das pessoas em relação ao assunto abordado no artigo, foi realizada uma pesquisa por observação direta extensiva, através de questionário (LAKATOS, E. M.; MARCONI M. A, 2003) de forma online com o número máximo de 39 participantes, todos estudantes de Engenharias na Faculdade Cenecista de Rio das Ostras, localizada no município de Rio das ostras. Pergunta 1 Qual o grau de importância que você daria para que uma tecnologia de contenção ou descontaminação de petróleo no mar fosse criada? Número de participantes: 39. 36 (92,3%): Alta 2 (5,1%): Média 1 (2,6%): Baixa Figura 5 – Gráfico de setores 1. Fonte: online pesquisa Pergunta 2 Você acha que com o avanço tecnológico e com as várias décadas de exploração petrolífera submarina já não deveria ter tecnologia tal capaz de conter contaminações de petróleo no mar em 100%? Número de participantes: 38. 35 (92,1%): Sim, mas talvez não tenha tanto incentivo assim das empresas. 3 (7,9%): Não, pois o nível tecnológico atual não permite a eficácia em 100%. Figura 6 – Gráfico de setores 2. Fonte: online pesquisa Pergunta 3 Você acha que as empresas de exploração petrolíferas tem cumprido seus papéis em criar equipamentos que visem mais em preservar o meio ambiente do que na produtividade? Número de participantes: 38. (0,0%):Sim. 28 (73,7%): Em partes, pois não dedicam-se ao todo para sustentar o meio ambiente. 10 (26,3%): Não. Figura 7 – Gráfico de setores 3. Fonte: online pesquisa Ao longo deste artigo foram apresentados desastres ambientais que marcaram o seguimento de exploração de petróleo e o mundo com impactos relevantes ao ambiente marinho. Como forma de mitigar tais ocorridos, as mantas de absorção de hidrocarbonetos e polipropileno foram mostradas. Entende-se que não apenas essa tecnologia é capaz de conter os vazamentos de petróleo, no entanto, conforme pesquisa realizada no meio acadêmico, acredita-se que deveria existir formas totalmente capazes de conter os derramamentos mas, não há o devido incentivo das empresas quanto ao desenvolvimento de tais tecnologias. Ainda segundo a pesquisa, uma tecnologia para contenção de petróleo no mar é tida como altamente importante, o que atesta a relevância das mantas de hidrocarbonetos e polipropileno no combate a desastres ambientais por derramamento de petróleo. 4. CONCLUSÃO Os problemas ambientais enfrentados pelas empresas e sociedade, sejam eles ambientais ou econômicos, geram grandes impactos de maneira geral com o derramamento de petróleo pois, estão interligados entre si e causam reações em cadeia, no entanto, com o potencial de tecnologias encontrado nas faculdades, centros de pesquisa e até mesmo dentro das empresas, pode-se obter resultados positivos em uma situação corretiva de um acidente com proporções globais. Neste cenário, as redes ou mantas de absorção se aplicam perfeitamente como uma solução de fácil manuseio e sustentável. Além da obrigatoriedade de presença desses absorventes nas unidades produtoras de petróleo em alto mar e até mesmo em bases em terra, outras soluções podem ser citadas, tais como: Obrigatoriedade de treinamentos específicos quanto ao uso das mantas ou redes; Simulações com embarcações periódicas de controle a vazamento de petróleo em alto mar; Padrões normativos economicamente viáveis com fiscalizações periódicas. REFERÊNCIAS AGENCIA EFE, G1. BP declara “responsabilidade compartilhada” no desastre do Golfo do México. Disponível em: <http://g1.globo.com/mundo/noticia/2010/09/bp-declara- responsabilidade-compartilhada-no-desastre-do-golfo-do-mexico.html>. Acesso em: 17 Out. 2020. AGENCIA EFE, G1. BP inicia nova operação para conter o vazamento no Golfo do México. Disponível em: <http://g1.globo.com/mundo/noticia/2010/06/bp-inicia-nova-operacao-para-conter-o-vazamento-no-golfo-do-mexico.html>. Acesso em: 17 Out. 2020. BBC, G1. Vazamento no Golfo do México é 'pior desastre dos EUA'. Disponível em: < http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2010/05/vazamento-no-golfo-do-mexico-e- pior-desastre-dos-eua.html>. Acesso em: 17 Out. 2020. ANEEL. Petróleo. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/07- petroleo(2).pdf>. Acesso em: 17 Out. 2020. BARBOSAA V. Os 10 maiores acidentes petrolíferos da história. Disponível em: <https://exame.com/mundo/10-maiores-acidentes-petroliferos-historia-556774/>. Acesso em: 25 Ago. 2020. CARDOSO, LUIZ CLÁUDIO. Petróleo, Do Poço ao Posto. Editora Qualitymark. Rio de Janeiro; 2008. CENTERJET INDUSTRIA E COMERCIO LTDA. Polipropileno PP. Disponível em: <http://www.centerrol.com.br/arquivos/catalogo_5954f9efb8faf3gxilbvgy6luu43.pdf>. Acesso em: 15 Out. 2020. CRAIG ET AL. Accidental Oil Spills and Gas Releases. Disponível em: <https://www.boem.gov/sites/default/files/about-boem/BOEM-Regions/Alaska- Region/Leasing-and-Plans/Plans/Appendix-A-OSRA.pdf>. Acesso em: 15 Out. 2020. FILTRA MAIS. Manta de Absorvente. 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