Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22
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PARA ENTENDER A TERRAPARA ENTENDER A TERRA
CAPÍTULO 22
ENREGIA E RECUSOS MINERAISENREGIA E RECUSOS MINERAIS
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan
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Trans-Alaska Pipeline, Alaska
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RECURSOSRECURSOS
Constituem a quantidade total de um dado material que pode se
tornar disponível para uso no futuro.
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RecursosRecursos
ReservasReservasSão depó sitos
que já foram descobertos e que, no tempo presente, podem ser
Legalmente explorados economicamente.
Constituem a quantidade total
de um dado material que pode se tornar disponível para uso no
futuro.
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Fig. 22.1
Recursos e ReservasRecursos e Reservas
Categorias que constituem as reservas totais. Osrecursos consistem em reservas - depó sitos conhecidos, cujaextraç ão atual é economicamente rentável - e depó sitos que sãoconhecidos, mas que são sub econô micos. As reservas não descobertasconstituem os depó sitos que podem ser encontrados.
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Classificaç ão dos Recursos:Classificaç ão dos Recursos:
• Renováveis: aqueles que podem ser reabastecidos durante curtos períodos de tempo (meses, anos, décadas)
• Não renováveis: aqueles necessitam de processos longos para se formarem (em milhões de anos).
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Tipos de RecursosTipos de Recursos
• Energia Energia • MineralMineral
– Metálicos e não Metálicos • ÁguaÁgua
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Tipos de fontes Tipos de fontes energé ticasenergé ticas
• Não renováveis– Combustíveis Fó sseis – Energia Nuclear
• Renováveis– solar– eó lica– geotermal (recurso potencial)
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Fig. 22.2
Uma estimativa aproximada dos recursosenergéticos não-renováveis que restam no mundo
Combustíveis Fó sseis
quantidade de energia (quad).
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Fig. 22.3
Uso e Consumo de Uso e Consumo de Energia1850-2000Energia1850-2000
O que está representadocomo "Outros", no ano de
2000, significa 3,4'7'0, distribuídos em energia
geotérmica, solar, biomassa, vento e outros tipos de
energia.
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Fontes de EnergiaFontes de Energia
• Radiaç ão Solar• Energia Geotérmica• Energia Gravitacional
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Taxas do Fluxo de EnergiaTaxas do Fluxo de Energia
• Radiaç ão Solar: 120 mil unidades / ano•
Energia Geotérmica: 30 unidades / ano•
Gravitacional Energia 3 unidades / ano
A radiaç ão solar = 99,97% de energia na Terra
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Energy TransferEnergy Transfer
CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
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Energy TransferEnergy Transfer
CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
(fotossintese)
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CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
(fotossinthese)
Glicose + O2 CO2 + H2O + energia
Tranferência de EnergiaTranferência de Energia
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Tranferência de EnergiaTranferência de Energia
CO2 + H2O + energia solar Glicose + O2
(Fotossinthese)
Glicose + O2 CO2 + H2O + energia
(Oxidaç ão)
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Fig. 22.4
Ciclo do Carbono Ciclo do Carbono e Combustível e Combustível
Fó ssilFó ssilA fotos síntese produz matéria orgânica a partir dedió xido de carbono (C02) e água (H20). Se a matéria orgânicamorta é transformada em carvão, petró leo ou gás natural, torna-seum produto fossilizado da fotossíntese - um combustívelfó ssil. A queima de combustíveis fó sseis liberta o dió xido decarbono e a água que os constituem..
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Combustível Fó ssilCombustível Fó ssil
Esses recursos energéticos se formaram através do sepultamento e
conseqüente transformaç ão do material orgânico.
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TIPOS DE COMBUSTÍ VEIS TIPOS DE COMBUSTÍ VEIS FÓSSEISFÓSSEIS
• ÓLEOÓLEO• GÁS NATURALGÁS NATURAL• CARVÃOCARVÃO• XISTOS XISTOS
BETUMINOSOSBETUMINOSOS• AREIAS AREIAS
BETUMINOSABETUMINOSA• GÁS HIDRATOSGÁS HIDRATOS
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Como se formam os depó sitos de Como se formam os depó sitos de gás?gás?
• produç ão de grandes quantidades de biomassapreservaç ão de um ambiente redutor (pobre em oxigênio)sepultamento, aumento da temperatura e pressão, fazendo com que a decomposiç ão de matéria orgânica torna-se líquida ou gás
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Outras Formas?Outras Formas?
• Migraç ão: Migraç ão: uma rocha reservató rio permeável
• Trapeamento: Trapeamento: aprisionamento de fluidos por uma vedaç ão impermeável
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Em resumo é necessário:Em resumo é necessário:
• produç ãopreservaç ãomaturaç ãomigraç ãotrapeamento
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Condiç ões té rmicas da formaç ão do Condiç ões té rmicas da formaç ão do Petró leoPetró leo
faixa de temperatura relativamente baixa: 5-20 ° C ≈(também depende do tempo)
temperatura e duraç ão determinam o tipo e a presenç a de hidrocarbonetos:petró leo - o gás úmido - gás seco
* duraç ão de milhões de anos
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Fig. 22.5
Tipos de TapesTipos de Tapes
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Fig. 22.5a
Anticlinal TrapAnticlinal Trap
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Fig. 22.5
Fault TrapFault Trap
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Fig. 22.5
Stratigraphic TrapStratigraphic Trap
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Fig. 22.5
Salt Dome TrapSalt Dome Trap
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Fig. 22.6
Reservas de petró leo por regiãono final de 2000
Reservas de petró leo medidas até o fim de 2000 Bilhões de barris (bbl)(% do total mundial)
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Fig. 22.7
Efeito de um derrame de ó leo
sobre a vida selvagem no
Alasca
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O que é preciso para formar o O que é preciso para formar o carvão?carvão?
• produç ão de grandes quantidades de biomassa
• preservaç ão de um ambiente pobre em oxigênio
• sepultamento e compactaç ão
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Fig. 22.8
O processo de formaç ão do carvão
TurfaTurfa LenhitoLenhito Carvão Carvão BetuminosoBetuminoso
AtracitoAtracito
Ambiente úmido,vegetaç ão abundante
O processo de formaç ão de camadas de carvão começ a com a deposiç ão de vegetaç ão.
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Fig. 22.9
U.S. Coal FieldsU.S. Coal Fields
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Fig. 22.10
Indiana Mina de Carvão:Indiana Mina de Carvão:Antes da recuperaç ãoAntes da recuperaç ão
![Page 35: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/35.jpg)
Fig. 22.10
Indiana Mina de Carvão:Indiana Mina de Carvão:Depois da Recuperaç ãoDepois da Recuperaç ão
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Fig. 22.13a
Developed countries (OECD) Developed countries (OECD) (Organizaç ão para Cooperaç ão Econô mica e Desenvolvimento)
Developing countriesDeveloping countries
Demanda de Energia do MundoDemanda de Energia do Mundo
Transitional economiesTransitional economies
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Fig. 22.13b
Produç ão de Energia Primária no MundoProduç ão de Energia Primária no Mundo
Developed countries (OECD)Developed countries (OECD)
Developing countriesDeveloping countries
Transitional economiesTransitional economies
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Alternativas ao Alternativas ao Combustível Fó ssilCombustível Fó ssil
• nuclear• energias renováveis, por
exemplo, solar ventomarésgeotérmicacélulas a combustível de hidrogênio
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1. Energia nuclear
vantagens: fonte virtualmente inesgotável
Desvantagens: resíduos perigosos
Alternativas ao Alternativas ao Combustível Fó ssilCombustível Fó ssil
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Box 22.1
Os resíduos radioativos lixiviados para as águas subterrâneas em marcha lenta (1), bem como no rio Columbia (2)
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Box 22.1
Pluma Pluma Radioativa Radioativa SubterrâneaSubterrânea
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Alternativas ao Combustível Alternativas ao Combustível Fó ssilFó ssil
2. energia solar
vantagens: fonte virtualmente inesgotável
Desvantagens: tecnologia atual muito cara
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Fig. 22.11
Solar Cells in Nepal
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3. energia geotérmica
vantagens: mais barato e limpo
Desvantagens: não podem ser transportados a longas distâncias
Alternativas ao Combustível Fó ssilAlternativas ao Combustível Fó ssil
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Fig. 22.12
Geothermal Energy in California
![Page 46: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/46.jpg)
Fig. 22.14
Recursos Recursos MineraisMinerais
Native Gold on Quartz
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Fatores de concentraç ão econô mica de alguns elementos de importância comercial
* Fator de concentraç ão = abundância em depó sito dividido pela abundância crustal
Table 22.1
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Fig. 22.15
Quantidade de metais primários e reciclados utilizados no os E.U. from 1960-2000
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Hidrotermais Depó sitos Hidrotermais Depó sitos MineraisMinerais
• Depó sitos hidrotermais: minerais depositados a partir de águas quentes, normalmente associados a intrusões ígneasEstes fluidos carregam “ íons de baixa temperatura", quando os fluidos esfriam (perto da superfície), a solubilidade diminui e minerais com Pb, Fe, Hg, Cu, Zn, Ag, Au, etc, são precipitadas
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Fig. 22.16
A água subterrânea, ao percolar pelas fendas epela rocha fraturada dissolve ó xidos e sulfetosmetálicos. Aquecida pelo magma, ela sobe.precipitando os minérios metálicos em juntas.
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Fig. 22.16
Muitos depó sitos de minérios são encontrados como veios hidrotermais formados a partir de soluç ões quentes queascendem de intrusões magmáticas. Depó sito de veio de quartzo (com cerca de 1 cm de espessura) contendo minérios de ouro e deprata
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Fig. 22.16
![Page 53: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/53.jpg)
Fig. 22.17
Alguns sulfetos metálicos Minerais *
* * Sulfetos são os mais comuns dos minérios metálicos
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Fig. 22.18
Alguns minérios de cobre
![Page 55: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/55.jpg)
Fig. 22.19
Mina de Cobre deKennecott, Utah (EUA), uma mina a céu aberto.A mineraç ão a céu aberto é umtípico método utilizado para a extraç ão de depó sitos de minérios muito disseminados.
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Fig. 22.20
Cromita(miné rio de cromo, faixasescuras) num corpo intrusivoestratiforme. Complexo deBushveldt, África do Sul.
![Page 57: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/57.jpg)
Fig. 22.21
Camadas pré -cambrianas de ferro bandado. As camadas cor-de-ferrugem são de limonita, intercaladas comhematita e snex. Hamersley, Austrália.
![Page 58: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/58.jpg)
Fig. 22.22
Grandes quantidades de minérios sulfetados são encontradas em centros de expansão nas dorsais mesoceânicas.1. água do mar fria percola atravé sdas rochas vulcânicas fraturadas emdorsais mesoceânicas e é aquecidaquando atinge a câmara magmáticalocalizada abaixo.
2. O fluido quentelixivia os metaisda rocha basálticae ascende até oassoalho oceânico.
3. Quando o fluido quente aflorano fundo do oceano frio, osmetais que ele está carregandoem soluç ão precipitam comovaliosos sulfetos de ferro, zinco,cobre e outros miné rios.
![Page 59: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/59.jpg)
Fig. 22.23
Papel da tectô nica de placas no controle da distribuiç ão de depó sitos de minério
![Page 60: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/60.jpg)
Fig. 22.24
Nó dulos de Nó dulos de manganês do manganês do fundo ceânicofundo ceânico
~7.5 cm
* May contain * May contain up to 20% Mgup to 20% Mg
![Page 61: Energia e Recursos Minerais - Capítulo 22](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013111/559951951a28abe76e8b47ff/html5/thumbnails/61.jpg)
Fig. 22.25
Localizaç ão de alguns dos principais depó sitos de miné rios. AsConcentraç ões situam-se nos limites de placas e em plataformas submarinas. As áreas em cinza delimitam zonas econô micas do oceano adentro até o limite
de 200 milhas náuticas..