Petróleo, ouro negro !?

Petróleo   

    Como Químico, tive a oportunidade de estudar um pouco sobre o tal petróleo, e aí vão algumas curiosidades que podem elucidar pensamentos, desmistificar boatos, gerar ideias...

                           Fonte: lula.com.br

   O petróleo, ou óleo de pedra, de onde parecia emergir na sua descoberta 4000 anos a.C., é uma mistura de milhares de compostos oriundos da transformação de matéria orgânica, por milhões de anos sob pressão e temperatura no subsolo.

   Sim, uma análise química do petróleo encontra moléculas oriundas de vegetais superiores, algas, microrganismos e até de animais, que são os biomarcadores, o que não só prova que ele teve origem do acúmulo por sedimentação dos "cadáveres" destes seres, como permite inferir quando e onde este petróleo iniciou sua formação, além de onde foi retirado.



        Figura 2. CGMS de três amostras de petróleo. Fonte: Trabalho da disciplica QO927 no meu curso de química em 2001. 

   Na figura acima, Figura 2, cada um das dezenas de picos demarca um composto separado ao longo do tempo de análise, na qual alguns foram identificados na figura. Estima-se que a cada 10 min no equipamento de nome lindo: cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massas (CG-MS), cerca de 250 mil compostos são separados, formando aglomerados de picos indistinguíveis que lembram uma marola, dentro da qual existem então entre 500 mil a 1 milhão de compostos.

  A grande variedade na composição química do petróleo, bem como a grande proporção em hidrocarbonetos (compostos com apenas carbono e hidrogênio) alifáticos e aromáticos, fazem deste óleo matéria prima para uma quantidade enorme de produtos, que vão de remédios, tintas, explosivos, plásticos, plastificantes, detergentes, agrotóxicos e adubos até seu uso para produção de dezenas de combustíveis aplicados desde caldeiras em indústrias, metalurgia, aquecimento  residencial a combustíveis de carros, navios a aeronaves. Ou seja, o petróleo e seu uso está praticamente e literalmente em tudo, bastando olhar a nossa volta.


         Figura 3. Figuras demonstrativas de alguns usos comuns do petróleo, em sua maioria, como matéria prima, mas é importante salientar que cerca de 2/3 do petróleo, infelizmente, é usado como combustível.

  O desafio é encontrar algo que não contenha petróleo. Aqui em casa encontrei 3 coisas, a madeira não tratada e não pintada da estante de livros, a pedra da mesa na cozinha e os vidros nas janelas, mas no fundo nem essas coisas estão livres do petróleo, já que em suas elaborações e transporte foram usados derivados do "óleo de pedra". Desconsiderei os metais e cimento ou cerâmicas porque para mim é muito claro o uso de gás natural ou carvão mineral no processo de obtenção destes materiais.
    Ou seja, o petróleo é uma mistura de uma enorme quantidade de substâncias, que separadas compõem, por exemplo, a gasolina, querosene, óleos combustíveis, lubrificantes e sua fração pesada, exemplificada pelo piche. Reservas de petróleo no subsolo que não sofreram infiltração de água, oxigênio e microorganismos são ricas nas frações leves e mais valiosas, como os da Arábia Saudita e do Pré-Sal, já os degradados são pesados e menos valiosos, como os da Bacia de Santos, e precisam passar por craqueamento (quebra sob temperatura) para aumentar sua fração leve.
    Alguns dos compostos encontrados no petróleo estão representados na Figura 4, a seguir:


        Figura 4. Exemplos de compostos presentes nas frações do petróleo. Fonte: 
www.researchgate.net

   Só como exemplo, não sendo necessariamente a rota sintética mais comum, pode-se obter o fármaco AAS (ácido acetil salicílico) a partir do benzeno extraído do petróleo, como será mostrado nas Figuras 5, 6 e 7, a seguir. Antes, é bom lembrar que o AAS foi o primeiro fármaco sintetizado na história, em 1853, e é derivado do AS (ácido salicílico) obtido, no passado, da salicilina, extraída e purificada em 1824 da casca da árvore de salgueiro-chorão (Salix), mas que já era usada desde 400 a.C como anti-inflamatória e anti-térmica. Hoje, claro, a produção anual do AAS é de cerca de 40 mil toneladas, o que torna inviável o uso de cascas de salgueiro, logo estamos dependentes do petróleo e hulha, por exemplo.

        Figura 5. Transformação do benzeno em fenol em duas etapas. Fonte Wikipedia


        Figura 6. Transformação do fenol em ácido salicílico (AS). Fonte Wikipedia


        Figura 7. Protonação do anidrido acético e reação com o AS para a formação do ácido acetil salicílico (AAS). Fonte Wikipedia

   A sequência mostrada nas Figuras 5, 6 e 7 demonstram como um composto extraído do petróleo pode ser transformado em uma substância bem distinta em todos os aspectos, pois o benzeno é solvente e cancerígeno, já o AAS é um fármaco com enorme importância por ser usado em diversos tratamentos de saúde.

   Na prática, o benzeno é produzido por diversos processos, sendo o mais comum a Reforma Catalítica, na qual hidrocarbonetos alifáticos do petróleo, que é sua maior parte, são aquecidos juntamente com hidrogênio para serem convertidos em compostos aromáticos. 

   Por toda esta versatilidade, o petróleo hoje é como a internet, a eletricidade e os governos, estamos dependentes (nos fizeram estar dependentes) deles para viver, em alguns casos literalmente.

   O petróleo, por ser oriundo de uma gigantesca quantidade de matéria orgânica (seres que estiveram vivos) transformada, pode ser considerado como o armazenamento de milhares de anos de energia solar no subsolo. Entretanto, não é o calor de sua queima que causa o Aquecimento Global, já que toda esta energia é pequena perto da que o planeta Terra recebe de radiação luminosa. Calcula-se que a Terra receba 179 PW [petawatts] (Wikipédia) de energia luminosa solar na zona superior da atmosfera, e como um ano tem aproximadamente 3,14x10^7 segundos, teríamos 5,62 YJ (yottajoules). Descontando os 35% de reflexão pelas nuvens e 19% de absorção pela atmosfera, ainda chegam na superfície 2,6 YJ de energia por ano vindas do Sol. Já a queima de petróleo e gás natural em 2024 foi de 9.000 Mtoe [mega toneladas de equivalente em petróleo cru] (Enerdata + suapesquisa.com), ou seja, 377 EJ [exajoules]. Aff, tudo isso para poder concluir que todo o petróleo e todo o gás natural queimados em 2024 correspondem a uma fração de aproximadamente 1 parte em 7 mil partes de energia solar recebida na superfície do planeta Terra neste mesmo período (1 dividido por 7.000).

   O problema do aquecimento está então em um dos subprodutos da queima dos hidrocarbonetos, o CO2, que altera em décimos aqueles 19% de luminosidade solar absorvida pela atmosfera:

CnH2n+2  +  3(n+1)/2O2  =>  nCO2  +  (n+1)H2O

  O CO2 (dióxido de carbono) é o principal causador do Efeito Estufa, e sua concentração sempre acompanhou a temperatura global ao longo dos últimos milhões de anos, e em alguns casos determinou a temperatura global nos últimos milhões de anos. Para os últimos 200 anos, isto pode ser observado no gráfico que detalha as concentrações de CO2 e a temperatura média global, Figura 8.

        Figura 8. Valores de temperatura média global e teor de gás carbônico na atmosfera terrestre entre 1850 e 2022. Fonte na figura.

     A temperatura do planeta foi ganhando estabilidade, Figura 9, a medida que os continentes foram se separando e a vida foi ficando mais complexa e interligada, e isto muito provavelmente, arrisco dizer, pode ser compreendido considerando-se a adaptabilidade que as plantas tiveram para condições adversas de temperatura e concentração de CO2, a fixação de nitrogênio por rizóbios (Paleozóico - 540 a 250 milhões de anos), a aquisição da capacidade de liberação de fósforo das rochas por ação biológica, a distribuição de nutrientes e energia pelas correntes marítimas e ventos (https://lucidarium.com.br/conceito-de-corrente-oceanica-origem-definicao-e-significado/) e, muito importante, a diversa e ampla cobertura vegetal + fungos capazes de absorver ou liberar CO2 com mais eficiência e rapidez e sob condições adversas de temperatura e umidade. É como se o planeta desenvolvesse mecanismos de controle, atuando como se fosse um ser vivo ou uma comunidade, um enxame de abelhas em que cada indivíduo tem uma função distinta e indispensável aos outros, e o conjunto forma uma sociedade funcional e equilibrada, que se equilibra melhor com o passar do tempo e especialização de cada um.

        Figura 9. Montagem mostrando a variação da temperatura terrestre e a deriva continental desde centenas de milhões de anos atrás até a atualidade. Fontes: https://fdp.aau.edu.et/ipa/mapa-mental-deriva-continental.html


   Figura 10. Correntes frias e quentes no globo terrestre após última separação continental. Fonte: https://geoprotagonista.blogspot.com/2013/07/correntes-maritimas-e-formacao-de.html

   Entre 1 milhão e 10 mil anos atrás, a variação do clima esteve muito ligada aos vários movimentos que o planeta Terra possui, que envolvem principalmente modificações na curvatura da elipse que ela faz ao redor do Sol e sua inclinação, já bem descritos e correlacionados com os dados de temperatura coletados na estação Vostok e as previsões de Milutin Milankovich, matemático, astrônomo e engenheiro sérvio quanto aos movimentos de excentricidade, precessão e inclinação do planeta Terra e a insolação resultante. Ver Figura 11. https://cimss.ssec.wisc.edu/wxfest/Milankovitch/earthorbit.html e http://homepage.ufp.pt/biblioteca/WebThesaurus/Pages/PageC1.html
   Figura 11. Relação entre os movimentos do planeta Terra que resultam na insolação no paralelo 65º e sua consequência no clima no último meio milhão de anos. Fonte: http://homepage.ufp.pt/biblioteca/WebThesaurus/Pages/PageC1.html

   Entretanto, observando-se mais detalhadamente os últimos quase 12 mil anos, Figura 9, percebe-se uma quase estabilização das condições climáticas, e o motivo disto ainda não é compreendido. Sabe-se que isso parece ter permitido o desenvolvimento da agricultura, mas pode ser também uma via de mão dupla, na qual o desenvolvimento da agricultura ajudou na estabilidade do clima. 

    Para completar, não posso deixar de falar sobre a exploração da chamada Margem Equatorial, que vai do Amapá, passando pela Foz do Rio Amazonas, até o Rio Grande do Norte. Trata-se de um assunto extremamente polêmico por envolver, em resumo:

Pontos negativos: https://www.projetoruptura.org/post/os-perigos-da-explora%C3%A7%C3%A3o-de-petr%C3%B3leo-na-foz-do-amazonas-a-quest%C3%A3o-do-desenvolvimentismo

* Uma atividade de alto risco por ocorrer, inclusive, em alguns casos numa enorme profundidade, podendo chegar a milhares de metros de profundidade (800 a 6000 m); 

* As correntes marítimas no local são muito fortes e podem danificar os dutos e brocas, inclusive promovendo vazamentos;

* Existem na região recifes de corais e estuários com biodiversidade única e sensível, e pouco estudados;

* A costa é repleta de manguezais, um tipo de estrutura geológica e botânica cujo impacto de um vazamento é dificílimo de ser remediado e berçário de crustáceos e peixes;

* Um estudo do IEPA (Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá) mostrou com o uso de 7 derivadores que um vazamento próximo ou distante da costa acarretaria em uma rápida contaminação de centenas de quilômetros próximo à costa, incluindo inclusive três países vizinhos. 


    Figura 12. Estudo feito pelo IEAP, com os deslocamentos dos derivadores lançados para acompanhar correntes marítimas no campus 59 de prospecção de petróleo próximo à Foz do Rio Amazonas. Fonte: https://amazonas1.com.br/estudo-demonstra-impactos-de-possivel-vazamento-de-oleo-na-bacia-da-foz-do-amazonas/

    Além disso, é na prática inequívoco que o retorno financeiro não melhora as condições sociais do local de exploração, que as outorgas sempre favoreceram empresas estrangeiras e que o capital gerado muito pouco é usado na saúde, educação e desenvolvimento de fontes alternativas de energia. Por isso, colocar estes pontos como positivos não é realista.

    E mais, os donos do local, os indígenas, são contrários a esta exploração, que só é requerida e apresentada como opção fundamental pelos invasores, ditos civilizados.

    Por fim, devemos lembrar que o uso do petróleo como combustível é um ato de tolice, pois o mesmo é uma importante fonte de matéria prima para quase tudo a nossa volta, e que a Amazônia em pé tem valor estimado de 1,5 trilhões de reais sob uso ecológico (https://amazonashoje.com.br/sociedade/meioambiente/amazonia-em-pe-vale-7-vezes-mais-diz-estudo-do-banco-mundial/), já o petróleo retirado de lá é finito.

   Um impasse está no fato de que as reservas de petróleo em atividade no Brasil devem acabar em 15 anos, que não temos recursos suficientes para investir em fontes alternativas de energia e que a demora na exploração do petróleo na Margem Equatorial pode permitir que parte do mesmo seja sugado pelos países vizinhos.

    Do meu ponto de vista, usar os recursos carboníferos de forma indiscriminada é uma gigantesca tolice, pois poderíamos usá-los para estabilizar a temperatura global em um ponto 0,5ºC acima da temperatura média de 1850, garantindo um ambiente saudável e agradável por milhares de anos. Se acabarmos com estes recursos não teremos como evitar uma futura e possível era glacial, ver Figuras 9 e 11. Em contraponto, se continuarmos a usar estes recursos, praticar agricultura intensiva e criação de ruminantes com intensidade igual ou maior que atual iremos colapsar o planeta com um aumento autoalimentado da temperatura, como ocorreu há 250 milhões de anos, na chamada Grande Morte, quando 19 de cada 20 seres vivos foram extintos por um aquecimento global causado pela emissão de metano do leito oceânico (https://portrasdoarcodairis.blogspot.com/2023/11/mudancas-climaticas-que-ocorrerao-ou-ja.html).

    Bem, deixo aqui mais dados que reflexões, para que cada um tenha suas próprias conclusões.