Química - Livro 4-118-120

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QUÍMICA Capítulo 12 Recursos orgânicos118
X DA QUESTÃO
Riscos ambientais da exploração do gás de xisto não são ainda
totalmente conhecidos, mas algumas ocorrências registradas
em outros países são preocupantes.
Uma das preocupações
fundamentais é a possibilida-
de de contaminação do
Aquífero Guarani, grande
reservatório no subsolo que
está sob grande parte do
território da América do Sul.
Área do Aquífero
Municípios
paranaenses
com poços
construídos
para exploração
da água do
Aquífero.
Depois de estudos geológicos
identificarem a presença
do xisto, um poço é instalado.
A perfuração segue vertical até
encontrar o principal
ponto de exploração e a
partir daí passa a ser horizon-
tal. A técnica é chamada de
fraturamento hidráulico
(fracking, em inglês) e consiste
na injeção de água, areia e um
composto químico nos dutos.
O gás está entre os grãos de folhelho, que é uma rocha
sedimentar fina, porosa e impermeável Há a presença de folhelho
em profundidades variadas – desde exposta na superfície como a
mais de mil metros da superfície. Contudo, quanto mais perto da
superfície, maior a probabilidade de o gás já ter vazado.
Fonte: Redação. Infografia: Gazeta do Povo
BRASIL
PARAGUAI
ARGENTINA
URUGUAI
Goiás
Minas
Gerais
São Paulo
Santa
Catarina
Rio Grande
do Sul
Paraná
Sedimento
Aquífero Guaraní
0 m
500 m
1.000 m
1.500 m
Boa parte do fluido retorna à superfície, como condutor do gás.
A água contaminada é depositada em piscinas de decantação e
contenção. Além de o processo de descontaminação da água ser
difícil e caro, há também o risco de que os fluidos injetados
na terra e o gás liberado contaminem os lençóis freáticos.
Fig. 12 Extração do gás de xisto.
Biocombustíveis
São fontes de energia renováveis, provenientes de
biomassas. Biomassa é todo recurso renovável oriundo
da matéria orgânica, por exemplo, bagaço da cana, óleo
vegetal, estrume de gado, restos de madeira etc
Os biocombustíveis liberam na atmosfera uma quan
tia significativamente menor de poluentes em relação aos
combustíveis não renováveis. Os principais biocombustíveis
são: etanol, biodiesel e biogás.
Etanol
A forma mais simples e comum de obter o etanol é atra-
vés da fermentação de carboidratos. O etanol é utilizado em
motores de combustão interna em substituição à gasolina.
O Brasil utiliza o etanol combustível desde o fim da dé-
cada de 1970, sendo pioneiro nessa prática e detendo a
tecnologia mais avançada e mais eficiente na obtenção do
etanol a partir da fermentação da sacarose da cana-de-açú-
car. Atualmente, é um dos países que mais utilizam o produto
e ainda o segundo maior produtor mundial. Fig. 13 Plantação de cana-de-açúcar.
Is
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ra
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c
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o
m
F
R
E
N
T
E
 1
119
Após a colheita da cana madura, realiza-se um proces
so de limpeza para retirar as impurezas No passo seguinte,
a cana é picada e moída várias vezes, obtendo-se o caldo
da cana ou garapa O resíduo que sobra desse ciclo é
denominado bagaço e tem várias utilidades.
A partir da coleta do caldo é realizado um aquecimento
para eliminar a água e formar um líquido viscoso, rico em
açúcar, denominado melaço, do qual se pode obter tanto
o açúcar como o álcool
Para a obtenção do álcool, o melaço é colocado na
presença da levedura do gênero Saccharomyces em con
dições favoráveis à fermentação. A Saccharomyces, na
presença da sacarose, possui uma enzima denominada
invertase, que hidrolisa a sacarose, produzindo glicose
e frutose.
Sacarose
Invertase
C
12
H
22
O
11
H
2
O+
Glicose Frutose
C
6
H
12
O
6
C
6
H
12
O
6
+
Em seguida, ocorre a fermentação, processo no qual
a glicose e a frutose são convertidas em álcool pela ação
da enzima zimase.
Glicose ou
frutose
Zimase
C
6
H
12
O
6
Etanol
2C
2
H
5
OH 2CO
2
+
O etanol é separado da mistura fermentada por destila-
ção na forma de uma mistura azeotrópica com água (etanol
96% e água 4% em volume).
Cana-de-açúcar
Garapa Melaço
Mosto
fermentado
Concentração
Fermentação
Destilação
Etanol
Moagem/
filtração
Fig. 14 Esquema geral de produção de etanol por fermentação.
O bagaço é utilizado na queima em caldeiras, para ge-
rar o vapor que aciona geradores, produzindo a energia
elétrica a ser empregada nas próprias usinas para o funcio-
namento das máquinas. O bagaço pode também retornar
ao campo, onde é usado como cobertura do solo ou serve
para alimentação animal.
Outra utilização que vem sendo desenvolvida para o
bagaço é a produção do etanol de segunda geração, a par-
tir da hidrólise da celulose presente no bagaço e posterior
fermentação da glicose obtida na hidrólise.
Apesar de a combustão do etanol em motores de auto-
móveis também liberar CO2 na atmosfera, não se considera
que haja aumento na quantidade desse gás, pois esse eta-
nol é obtido da cana-de-açúcar, que realiza a fotossíntese
capturando CO2 da atmosfera.
Fig. 15 Ciclo do CO2 na produção e queima do etanol combustível.
Biodiesel
O biodiesel é um combustível renovável que pode
substituir total ou parcialmente o óleo diesel obtido pelo
refinamento do petróleo.
Assim como o etanol, o biodiesel apresenta a vanta-
gem de não aumentar a quantidade de CO2 na atmosfera
quando sofre combustão; ambos são produzidos a partir
de óleos vegetais.
O biodiesel é obtido pela transesterificação de tri-
glicerídeos presentes em óleos vegetais com um álcool
(etanol ou metanol).
Fig. 16 Produção de biodiesel.
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h
o
m
b
o
s
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QUÍMICA Capítulo 12 Recursos orgânicos120
OH
2
C
O
R1
+
+
3 CH
3
CH
2
OH
OH
2
C
O
R3
Etanol
Óleo vegetal
Catalisador
OHC
O
R2
OCH
2
H
2
C OH
O
R1
H
2
C OH
HC OH
CH
3
CH
2
CH
3
CH
2
CH
3
O
O
R3
Biodiesel
Glicerol
O
O
R2
Catalisador
Fig 17 Transesterificação do óleo vegetal com etanol
No Brasil, a legislação atual prevê que o percentual de
biodiesel adicionado ao diesel deve ser de 12%.
Revisando
1 Como o petróleo é classificado e quais são os principais produtos obtidos de cada tipo de petróleo?
Biogás
O biogás é um dos produtos da decomposição anaeró-
bia (ausência de oxigênio gasoso) da matéria orgânica, que
se dá pela ação de determinadas espécies de bactérias.
Trata-se de uma mistura gasosa composta princi-
palmente por metano (50% a 70% do volume de gás
produzido) e dióxido de carbono (25% a 50% do volume
de gás produzido).
Devido à sua composição, o biogás é apresentado
como alternativa de substituição ao gás natural.
Na produção do biogás podem ser aproveitados ma-
teriais como esterco, restos de alimentos, resíduos de
madeira, palha, bagaço de vegetais e lixo. Essa fonte ener-
gética pode ser utilizada como combustível para fogões,
motores e na geração de energia elétrica
Em aterros sanitários, o aproveitamento do biogás pode
ser feito instalando-se drenos que atinjam todas as camadas
do lixo e que possibilitem sua captação.
O biogás também pode ser produzido de forma ar-
tificial Para tanto, utiliza se um equipamento chamado
biodigestor anaeróbico.
Como pode ser usado o biogás
Matéria orgânica da
agricultura, pecuária
ou urbana são
enviados a um
biodigestor
1 2 3 4
Bactérias decompõem o
material e liberam o
biogás. O resíduo no
fundo pode ser usado
como biofertilizante
O biogás é purificado
para retirada dos gases
sufídrico, carbônico e
vapor d’água.
Sobra o biometano de
alto poder energético e
usos múltiplos.
Energia
elétrica
Energia
térmica
Energia
veicular
Biodigestor
Purificador
Fig 18 Produção e utilização do biogás
DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT GMBH. Guia de referências para a cobertura jornalística de energias renováveis. Brasília, set 2016. p 13
Disponível em: <http://fenaj.org.br/wp-content/uploads/2014/03/Guia Jornalistico-Energias-Renovaveis.pdf>. Acesso em: 22 jan. 2018. (Adapt.)