Atualmente a maior parte da demanda mundial de energia (cerca de 75%) é suprida por meio da utilização de combustíveis fósseis, que são aqueles originados da decomposição de organismos animais e vegetais durante milhares de anos em camadas profundas do solo ou do fundo do mar. Os principais combustíveis fósseis são o petróleo, o gás natural e o carvão.
O uso dos combustíveis fósseis começou principalmente em meados do século XVIII com o advento da Revolução Industrial. O primeiro combustível fóssil que se tornou a fonte de energia mundial mais importante foi o carvão mineral, também chamado de carvão natural. Nessa época, o calor gerado na sua queima era utilizado na produção de vapor que movimentava máquinas, locomotivas e navios.
O carvão mineral é formado pela fossilização da madeira, que vai perdendo água, dióxido de carbono e metano com o passar do tempo, o que produz uma mistura de substâncias complexas ricas em carbono.
No entanto, havia vários inconvenientes, como a dificuldade no transporte, as cinzas que ficavam como resíduos e, principalmente, o fato de ser altamente poluente porque possui muitas impurezas, entre eles o enxofre. Assim, ao ser queimado, além dos produtos normais oriundos da combustão que falaremos mais adiante e que já geram poluição, o carvão mineral libera também grande quantidade de óxidos de enxofre que reagem com a água da chuva e formam a chuva ácida.
Hoje o carvão corresponde a 6% da oferta de energia primária no Brasil.
O carvão mineral é um combustível fóssil
O petróleo é, na atualidade, o combustível fóssil de maior aplicação comercial, pois, nas refinarias, ele passa por um processo em que são obtidos os seus derivados, tais como a gasolina — que detém entre todos a maior importância econômica —, o óleo diesel, o querosene e o GLP (Gás Liquefeito de Petróleo). Para saber mais sobre eles, leia o texto Refino do petróleo.
Além disso, esses derivados também são usados como matéria-prima na produção de plásticos e borrachas tão usados em nossa sociedade.
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O petróleo e seus derivados correspondem a 37% da oferta de energia primária no Brasil.
Extração de petróleo
Um dos derivados do petróleo é o gás natural, outro combustível fóssil que também pode ser encontrado em jazidas, geralmente em associação ao petróleo. Ele é formado basicamente de metano (CH4) e é usado, por exemplo, na geração de calor e de energia em indústrias e em automóveis, sendo menos poluente que o óleo combustível. Seu uso vem crescendo muito e corresponde a cerca de 9% da oferta de energia primária no Brasil.
A sua desvantagem, porém, é seu transporte e estocagem, pois, como ele é um gás, são necessários cilindros e vasos industriais para estocar, além de grandes gasodutos para o transporte que trazem impactos ao meio ambiente.
Os gasodutos podem
trazer impactos sobre o meio ambiente
Todos os combustíveis fósseis são formados por compostos orgânicos que, quando queimados, liberam gás carbônico e água, se a combustão é completa. Isso é um grande problema, pois, desde o século XIX, a concentração de gás carbônico na atmosfera vem aumentando cada vez mais, o que tem intensificado o problema do efeito estufa.
Além disso, a combustão incompleta dos combustíveis fósseis libera o monóxido de carbono, um gás extremamente venenoso que não pode ser lançado na atmosfera.
Assim como foi dito no caso do carvão, os derivados do petróleo também possuem impurezas que são liberadas em sua queima e poluem a atmosfera.
Além da poluição ambiental que causam, os combustíveis fósseis não são renováveis, ou seja, um dia vão esgotar-se. Por isso, há a necessidade e a busca urgentes por alternativas que sejam fontes de energia mais limpas e renováveis, como os biocombustíveis.
Ainda assim, o século XXI ainda terá uma grande participação dos combustíveis fósseis no total da energia consumida no mundo.
O carvão mineral, também chamado de carvão natural, é um combustível fóssil obtido por meio da fossilização da madeira. A madeira é constituída basicamente de hidrogênio (H), oxigênio (O) e carbono (C), mas com o tempo, o hidrogênio e o oxigênio são eliminados na forma de água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). Desse modo, forma-se o carvão mineral, que é uma mistura de substâncias complexas ricas em carbono.
Dependendo da composição e principalmente do porcentual de carbono, formam-se quatro tipos de carvões minerais:
Entre os tipos citados, a hulha é um dos que têm maior importância comercial, pois através da sua destilação a seco na ausência de ar, obtêm-se três frações de ampla aplicação, que são:
- Fração gasosa: Contém hidrogênio, metano e monóxido de carbono, sendo usada como combustível e para iluminação a gás de ruas;
- Fração líquida: Contém duas partes, as águas amoniacais, que são usadas principalmente para produzir fertilizantes, e o alcatrão de hulha, que é fracionado em cinco partes, sendo usadas para as mais diversas aplicações, tais como produção de tintas, medicamentos, plásticos e pavimentações asfálticas;
- Fração sólida: Contém carvão de coque usado em indústrias siderúrgicas para produzir ferro e aço.
Com a Revolução Industrial, inicialmente o carvão se tornou a fonte de energia mundial mais importante, pois o calor gerado na sua queima era utilizado na produção de vapor que movimentava máquinas, locomotivas e navios.
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No entanto, o carvão foi posteriormente superado por outro combustível fóssil, o petróleo. Isso ocorreu em razão de alguns inconvenientes do uso do carvão mineral. Por exemplo, a sua queima gerava cinzas e o seu transporte é mais difícil, por ser sólido, ocupa grandes espaços.
Além disso, o carvão mineral é altamente poluente, porque possui um alto teor de enxofre, liberando na sua queima óxidos de enxofre, tais como o SO2 e SO3, que vão para a atmosfera e reagem com a água da chuva, tornando-a perigosamente ácida.
S(s) + O2(g) → SO2(g)
SO2(g) + H2O(l)→ HSO3(aq) (Ácido sulfuroso)
SO2(g)+ ½ O2(g) → SO3(g)
SO3(g) + H2O(l)→ H2SO4(aq) (Ácido sulfúrico)
Apesar disso, o carvão mineral ainda é utilizado para gerar energia elétrica, principalmente na América do Norte e Europa. Entretanto, é necessário se tomar cuidado para não emitir óxidos de enxofre para a atmosfera.
Infelizmente, os combustíveis fósseis, sejam eles carvão, petróleo e seus derivados ou gás natural, quando queimados, liberam gases poluentes para a atmosfera. Na combustão completa dos combustíveis fósseis libera-se dióxido de carbono, o que tem contribuído fortemente para problemas ambientais como o aquecimento global.
Outro problema do carvão mineral é que ele não é uma fonte renovável de energia, sendo que as estimativas são de que nossas reservas durem apenas mais dois séculos.
Uma alternativa energética ao carvão mineral é o carvão vegetal, que é obtido por meio da combustão incompleta da madeira ao se controlar a entrada de ar. Ele é um bom combustível porque, além de ser barato e abundante, é também renovável.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química