3. Exploração sustentada de recursos geológicos.
"A Geologia não é uma ciência puramente teórica e especulativa, pelo
contrário, tem uma aplicação directa
em grande número de actividades humanas, de que se salienta, entre outras, a
localização e a exploração
sustentadas de fontes naturais de energia de minerais e rochas e de águas
subterrâneas. Alguns destes
recursos, em particular, as fontes de energia, são classificados como
renováveis, como a energia
geotérmica, e não renováveis, como os combustíveis fósseis e a energia nuclear.
O crescimento rápido da população e a expansão industrial que lhe está associada
provocou um aumento
exponencial da exploração de recursos geológicos. Uma exploração sem limites
poderá conduzir à
exaustão de muitos desses recursos, pelo que se deve ter presente a necessidade
de uma exploração
sustentada."
in Programa de Biologia e Geologia
11º ou 12º anos, Ministério da Educação
O que são recursos geológicos?
É tudo o que é de natureza geológica e passível de ser utilizado pelo Homem.
São matéria prima das quais resultam os mais diversos produtos usados pelo Homem no seu quotidiano. Estes podem ser renováveis (gerados a uma velocidade maior à que são explorados), ou não renováveis (consumidos a uma velocidade maior da sua formação), estes últimos são a maioria dos recursos geológicos.
*Esta classificação não deve ser considerada rígida, pois a água subterrânea para além de ser um recurso hidrogeológico pode também ser considerada um recurso energético se se tratar de água quente. Um outro exemplo diz respeito a minerais como o Urânio, que é um mineral que pode ser utilizado para obtenção de energia (produção nuclear).
in Programa de Biologia e
Geologia
3.1. Recursos e Reservas
Reservas : todos os minerais e rochas que são economicamente viáveis para serem explorados.
Recursos: são todas as reservas e os depósitos que atualmente não são viáveis para exploração (mais tarde, estes, poderão a ser reservas também).
A mudança de contexto económico de uma país, a mudança tecnológica e até mesmo uma mudança de contexto social, poderá tornar viável, ou inviável uma determinada reserva.
Por exemplo, em Portugal, durante o início do séc. XX e principalmente nas duas grandes guerras, muitos metais foram explorados, como sejam: cobre; zinco; estanho e volfrâmio. Com a descoberta de grandes depósitos desta matéria prima na Ásia e África, fez com que a extração em Portugal não fosse rentável, dado que a matéria prima era vendida a preço mais baixo que no nosso país, logo tornou a exploração economicamente inviável. Um outro aspeto que travou a exploração destas reservas foi a mudança tecnológica que se fez ao nível das armas, antes, estas tinham na sua composição o tungsténio ou volfrâmio mas o avanço tecnológico, permitiu a substituição deste metal por outros materiais. Mas ultimamente têm-se vindo a assistir a um aumento do preço da matéria prima e algumas explorações têm vindo a reabrir.
3.1.1.RECURSOS ENERGÉTICOS
FONTES DE ENERGIA
Os recursos energéticos são fundamentais para o mundo que vivemos hoje, altamente industrializado. O crescimento económico e demográfico faz com que o consumo energético dispare em "flecha", principalmente os de origem fóssil.
COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
Os combustíveis fósseis são substâncias de origem mineral, formados pelos compostos de carbono. São originados pela decomposição de resíduos orgânicos. É um processo que leva milhões de anos e a taxa de formação é inferior à de consumo, logo, são considerados recursos naturais não renováveis. Nesta altura, são ainda, os mais utilizados no mundo para gerar energia elétrica e movimentar veículos.
Podem ocorrer na natureza sob três formas: petróleo bruto, carvão e gás natural.
A utilização destes combustíveis de uma forma intensiva, associado à continua desflorestação, tem conduzido a uma libertação massiva de gases para atmosfera, aumentado o efeito de estufa, causador de alterações climáticas e graves problemas de saúde aos humanos.
A Terra ao longo da sua história tem assistido a alterações climáticas, algumas levaram mesmo à extinção em massa de muitas espécies, no entanto o Homem, queiramos ou não, tem contribuído para a alteração que se assiste hoje.
Os combustíveis fósseis estão a caminhar em passos largos para esgotamento, consumidos desde o século XIX prevê-se apenas mais alguns séculos (Carvão - 230 anos, gás natural - 85 anos) e apenas algumas décadas (50 anos) para o petróleo, que é dos recursos fósseis o mais e o mais consumido, pois a velocidade de consumo é muito superior ao de formação, daí serem recursos renováveis.
http://super.abril.com.br/cotidiano/pretinho-basico-579372.shtml
O CARVÃO
Este recurso é utlizado nas centrais termoelétricas como fonte de energia de aquecimento das caldeiras.
O carvão encontra-se, muitas vezes na sua jazida, associado à pirite (mineral que é um sulfureto de ferro - FeS2) o que faz com que a queima deste recurso origine dióxido de enxofre que é libertado para a atmosfera. O dióxido de enxofre reage com a água da atmosfera e origina o ácido sulfúrico e quando esta precipita provoca às chuvas ácidas. Por sua vez, estas, acidificam os terrenos, reduzindo a sua fertilidade e é também responsável pela morte de muitos seres marinhos. Para além do enxofre que é emitido o dióxido de carbono é um outro gás resultante da queima do carvão que pode provocar o efeito de estufa, dado que este gás tem capacidade isolante, retém o calor e a Terra arrefece menos rapidamente, o que provoca o aquecimento global do nosso planeta.
Mas o dióxido de carbono é necessário na atmosfera, pois em conjunto com água permite manter uma temperatura compatível com a existência de vida, como a conhecemos, mas não pode ultrapassar o 1% que existe, acime deste valor contribui para o efeito de estufa.
funcionamento da termoelétrica - caldeira aquecida por carvão faz girar a turbina que por sua vez, através de um gerador induz a corrente elétrica.
http://www.curso-objetivo.br/vestibular/roteiro_estudos/combustivel_usinas_termicas.aspx
http://www.estadao.com.br/noticias/suplementos,alem-da-va-meteorologia,477552,0.htm
termoelétrica
Mas a emissão de CO2 para atmosfera não é só da responsabilidade do uso do carvão, o mesmo sucede com os restantes combustíveis fósseis.
PETRÓLEO
Apesar de conhecido há muitos
séculos, só há cerca de 150 anos e com o desenvolvimento dos processos de
refinaria é que começou a ser usado como combustível, comercialmente. É
usado como combustível e fornece matéria prima para os plástico, produtos
químicos, fertilizantes e até tecidos.
É responsável por cerca de 7% na geração de energia elétrica e a sua cotação no
mercado tem atingido recordes desde 2005 e isto deve-se à instabilidade em áreas
de extração por sinais de esgotamento do recurso.
GÁS NATURAL
É encontrado em jazidas próprias ou em conjunto com as de carvão e petróleo. De todos os combustíveis fósseis é o menos poluente, pois na sua queima produz menos CO2 para a atmosfera. Pretende-se que o seu uso seja superior aos restantes e prevê-se uma subida em 25% até 2030. O gás é usado em industrias e o gás liquefeito e comprimido é usado em veículos.
Gráfico da concentração atmosférica de CO2 no Observatório de
Mauna Loa, Havaí
Gráfico da diferença da temperatura média atmosférica superficial global ao longo dos anos em relação à média das temperaturas entre 1961 e 1990). Série histórica: 1850 a 2008. Fonte: Jones, 2009. http://www.cru.uea.ac.uk/cru/info/warming/
imagens de:
http://profwladimir.blogspot.pt/2012/02/mapas-sobre-clima.html
Exercício do GAVE
3.1.2. OUTROS RECURSOS ENERGÉTICOS
ENERGIA NUCLEAR
A radioatividade resulta de certos elementos químicos, como o urânio, o tório ou plutónio ao desintegrarem-se emitem uma radiação de energia muito elevada. A energia produzida por uma determinada quantidade de urânio é cerca de 3 milhões de vezes superior à energia libertada pela mesma quantidade de carvão.
Embora, em tempos, se tenha pensado que estava resolvido o problema energético do planeta, os fatores negativos associados a esta fonte de energia têm vindo a esmorecer a sua utilização, e atualmente são poucos os países que ainda utilizam este tipo de energia.
Aspetos negativos: elevado custo na construção e manutenção de uma central nuclear; grande risco ambiental; produção de resíduos perigosos e radiativos e a o grande custo e dificuldade em eliminar estes mesmo resíduos.
Aspetos positivos: é um combustível mais barato que o petróleo; menor quantidade de matéria prima para a produção de energia; não causa efeito de estufa e necessita de pouco espaço para se instalar uma central nuclear.
Em Portugal não existem centrais nucleares, no entanto, nas minas de Urgeiriça explora-se o urânio para exportação.
como funciona uma central nuclear http://rd9centralelectrica.webnode.pt/desenvolvimento/centrais-nucleares/como-funciona-uma-central-nuclear-/
ENERGIA GEOTÉRMICA
A Terra, no seu interior tem temperaturas elevadas mas desde a sua formação há 4600 milhões de anos que está em constante arrefecimento embora a presença de elementos radiativos no interior da Terra fornece grandes quantidades de energia. Ao calor emanado do interior da Terra dá-se o nome de energia geotérmica.
A diferença entre a temperatura à superfície, crosta terrestre e a zona mais interna, núcleo interno, dá-se o nome de GRADIENTE GEOTÉRMICO. Este gradiente gera correntes contínuas de calor, do interior à superfície e estas correntes são responsáveis pela energia geotérmica e pelas manifestações naturais a elas associadas (vulcanismo).
GRAU GEOTÉRMICO é a profundidade que é preciso descer para que a temperatura da Terra aumente um grau centígrado e é aproximadamente 33 metros. Este valor não é exatamente igual em todos os locais do globo, em zonas instáveis, associadas às placas tectónicas o valor do grau geotérmico é menor, ou seja, há locais em que se descem 33m e em vez de 1ºC sobe 10ºC. São, então, nestas zonas, os locais onde se pode fazer melhor aproveitamento da energia geotérmica (zonas de separação de placas (ex: Islândia) e zonas de choque de placas (ex: cordilheira dos Andes). Uma outra zona em que se pode ter um melhor aproveitamento da energia geotérmica é em zonas de câmaras magmáticas ativas.
O fluido que é capaz de fazer o aproveitamento deste tipo de energia é a água. A água ao passar pelos locais quentes, aquece e transporta esta energia que será depois aproveitada pelo Homem.
Os locais de aproveitamento destas águas quentes tomam o nome de:
Geotermia de alta entalpia para águas com temperaturas superiores a 150ºC e Geotermia de baixa entalpia para águas com temperatura entre os 50º e os 150ºC. No primeiro caso esta água é aproveitada para gerar energia elétrica e na de baixa entalpia para aquecimento das águas sanitárias.
Energia Geotérmica em Portugal
Em Portugal continental existem essencialmente dois tipos de aproveitamentos de
baixa entalpia ou termais.
- Aproveitamento de pólos termais existentes (temperaturas entre 20 e 76 ºC):
exemplos disso são os aproveitamentos em Chaves e S. Pedro do Sul
- Aproveitamento de aquíferos profundos das bacias sedimentares: caso do
projecto geotérmico do Hospital da Força Aérea do Lumiar, em Lisboa, adquirida a
partir de um furo com 1.500 m de profundidade com temperaturas superiores a 50
ºC, a funcionar desde 1992.
Os aproveitamentos mais atraentes na área da geotermia de alta entalpia
(produção de energia elétrica) são os realizados nas ilhas dos Açores.
Ler mais:
http://energiasalternativas.webnode.com.pt/energias-renovaveis/energia-geotermica/
Outras fontes de energia menos poluentes e renováveis têm sido utilizadas cada
vez mais mas ainda longe do desejável, tais como : hidroelétrica, eólica,
biomassa, das ondas, solar, das marés e biogás.
3.1.2. RECURSOS MINERAIS METÁLICOS
A abundância média de um determinado elemento químico na Terra denomina-se Clark e quando o teor de um determinado elemento químico é várias vezes superior ao seu Clark diz-se que se está na presença de um jazigo mineral.
A unidade de cálculo Clark expressa-se em partes por milhão (ppm) ou em gramas por tonelada (g/ton).
[Clarke conhecido pelo pai da geoquímica (1847-1937), baseado em 5159 análises, propôs que 98% da massa da crosta terrestre era composta por 8 elementos químicos: O, Si, Fe, Ca, Na, K e Mg, os restantes elementos químicos são muito raros na superfície terrestre.]
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modificado de http://domingos.home.sapo.pt/jazigos_1.html
O material que é explorável num jazigo mineral designa-se por minério e o rejeitado é a ganga ou estéril. Um dos grandes problemas na exploração de minério é o impacto ambiental causado pela ganga deixada junto aos jazigos minerais (normalmente minas).
Curiosidade:
Na tabela seguinte e de forma muito sintética apresenta-se alguns dos elementos mais utilizados na indústria transformadora, bem como alguns minerais mais comuns a partir dos quais aqueles elementos são extraídos.
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Elementos e respetivos símbolos
químicos
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Minerais mais comuns e respetivas composições químicas
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fonte de http://domingos.home.sapo.pt/jazigos_1.html
3.1.3. RECURSOS MINERAIS NÃO METÁLICOS
Já na antiguidade o Homem fez uso dos recursos minerais não metálicos. Por exemplo quem não sabe que as pirâmides do Egito são construídas por rochas calcárias e os túmulos de alguns faraós foram construídos em mármores, inexistentes no país, e por isso transportados de locais distantes. A rocha é e foi sempre utilizada em bruto para ornamento e o Homem desenvolveu técnicas para transformar química ou fisicamente as rochas. O exemplo é a utilização daquilo que hoje denominamos por betão pelos romanos da antiguidade.
Os recursos não metálicos mais explorados pelo Homem essencialmente para materiais de construção, ornamentação são as rochas:granitos, mármores, xistos, calcários, areias e argilas. Portugal é um país que possui numerosos e variados recursos não metálicos, para além das rochas referidas anteriormente, explora-se ainda os minerais como o feldspato, o sal-gema, quartzo e o gesso são também muito utilizados em Portugal.
Principais aplicações das rochas referidas: o basalto, a argila, ardósia e o xisto, a areia, o mármore e o granito.
O basalto - é utilizado na construção civil, nos pavimentos como calçada, como nas ilhas onde a rocha é dominante, praticamente única, dado que são ilhas vulcânicas, e na formação de brita para incorporar o alcatrão.
A argila - a sua principal vantagem é o seu elevado grau de maleabilidade, tornando-a muito útil na fabricação de utensílios como vasos e vários tipos de porcelana. É também utlizada no indústria do papel e produção de cimento.
A ardósia e o xisto são rochas metamórficas originadas a partir do metamorfismo natural da argila. A sua foliação e sua estrutura física resistente fazem com que ela seja usada na construção civil, principalmente em revestimentos, telhados, rochas para mesas de bilhar (ardósia), e muitas outras aplicações.
O mármore - é também uma rocha metamórfica é muito utilizado em ornamentações.
O granito é uma rocha magmática plutónica muito dura e facilmente talhável, o que o torna útil em construções e formações em blocos.
As areias - são muito utilizadas na construção civil e as quartzíticas no fabrico do vidro.
A transformação e utilização das rochas como matéria-prima pelo homem demonstram a capacidade que a humanidade possui em transformar o seu ambiente e daí todos os perigos que decorrem desta transformação.
3.1.4. PROBLEMAS AMBIENTAIS NA ATIVIDADE MINEIRA
Apesar do uso dos materiais não metálicos ser uma prática milenar, a exploração das rochas também pode acarretar impactos ambientais, podendo provocar a erosão na região de retirada do material, além da poluição sonora gerada pelas explosões de dinamites nas zonas de extração, interferindo no ecossistema e causando transtorno à fauna local.
As explorações mineiras podem ser a céu aberto (pedreira) ou em explorações subterrâneas (mina).
Problemas em 3 fases do processamento da atividade mineira:
1ª extração do minério (os locais onde é aberta a mina vai interferir com os ecossistemas, para além da poluição sonora e erosão na região, se se tratar de uma mina de céu aberto)
2ª Tratamento do minério -na lavaria onde o minério é separado da ganga, utilizam-se químicos na separação, estes têm depois de ser eliminados e podem acarretar problemas ao nível de poluição. Depois de separado a ganga é moída, o que gera uma grande quantidade de partículas que são facilmente espalhadas pelo vento e pelas águas e que podem contaminar os solos, ficando estes, impróprios para a agricultura.
3ª separação e remoção do material estéril ou ganga, este é de todos o mais problemático, pois a ganga normalmente acumula-se em montes denominados por escombreiras. Estas podem mesmo ser de tal dimensão que podem provocar desabamentos de terrenos. Na ganga, resta sempre frações diminutas de minério, por ação das águas das chuvas estas frações são lixiviadas e transportadas para os aquíferos o que podem ficar contaminados e a água imprópria para consumo.
http://www.cientic.com/tema_recursos_pp1.html
Catálogos de recursos geotérmicos Portugal http://geoportal.lneg.pt/index.php?option=com_content&id=59&lg=pt
recursos minerais Portugal http://geoportal.lneg.pt/index.php?option=com_content&id=69&lg=pt
http://rop.ineti.pt/rop/?&lg=pt Pedras ornamentais
http://www.lneg.pt/download/1446/folheto_minerais.pdf
http://rockgeo12f.blogspot.pt/2012/05/recursos-geologicos.html
http://prezi.com/kaoi-6r6b3r1/recursos-minerais/
http://ansatte.uit.no/webgeology/webgeology_files/portuguese/ress_pt.html
http://www.igm.pt
Sítio do Instituto Geológico e Mineiro (IGM) onde é possível encontrar informação sobre recursos naturais.
Sítio da responsabilidade do Bureau des Recherches Géologiques et Miniéres (BRGM), apresenta informação sobre recursos no subsolo, incluindo aspectos de hidrogeologia.http://geology.usgs.gov/index.shtml -
Sítio do US Geological Survey onde se referem aspectos à gestão do subsolo. Sítio de informação de uma companhia mineira importante a nível mundial.