Segunda Parte

Energia Origem e Efeitos

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Energia: Origem e Efeitos

De fato é difícil fazer pesquisa de energia sem conhecer sua origem e ocorrência. Por ser a fonte de energia mais importante de todas, vamos dar maior ênfase aos hidrocarbonetos. No Brasil, em particular, a partir de 1938 até hoje (2007), continua-se procurando petróleo sem conhecer sua origem e por isso são usados métodos exploratórios inadequados para a finalidade, tornando a atividade difícil, dispendiosa e de sucesso questionável porque as premissas admitidas para fazer a pesquisa daquela substância estão obsoletas e desligadas dos seus princípios geológicos básicos. O petróleo não tem origem magmática, nem em rochas sedimentares (source-beds), nem depende de estruturas dobradas e falhadas para ocorrer, como se pensa correntemente, seguindo uma filosofia existente desde o fim do século XIX, precisamente em 18851. O estudo estratigráfico da Bacia do Recôncavo solucionou estes problemas e agora aponta para um caminho mais fácil e mais econômico de conseguir o objetivo. Vejamos a origem do petróleo determinando a origem da energia.

Energia Universal

Há uma e somente uma origem da energia no universo: a gravidade, uma propriedade dos corpos. Geologicamente e para efeito didático, faremos diferença entre origem e fonte de energia:

• A origem da energia é a força da gravidade. • Fonte de energia é a massa dos corpos celestes que se transforma em energia.

Esta distinção geológica é feita para contrapor outras tentativas, especialmente as originadas da área química e física sobre a origem da energia do universo. A Terra como planeta tem duas fontes de energia. A primeira é a energia própria, interior ou energia primária da Terra. A segunda fonte é a energia solar emitida à distância pela massa do astro central. Notar que as fontes são independentes, mas a origem é a mesma. As fontes mencionadas são dependentes do mesmo fenômeno central e final: a gravidade. A fonte de energia interna central da própria Terra origina-se seguindo o modelo geral, isto é, pela atração ao centro (peso) das camadas exteriores da estrutura do planeta sobre o núcleo compressível, a qual é uma função da gravidade terrestre. É ela que funde a matéria mineral. Esta energia aquece a Terra de dentro para fora até a litosfera como limite superior. A pressão provoca o aumento da temperatura ao longo do raio do planeta até alcançar um máximo na região da interface manto/núcleo, não o centro do planeta. O excesso de energia acumu-lada no núcleo sobe da periferia do mesmo, através do manto, para a região de menor pressão (a su-perfície da Terra) onde explode com fragor provocando o vulcanismo e os terremotos. O movimento de subida da energia partindo do núcleo através do manto dá origem aos movimentos naturais dos

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fluidos dentro dessa capa esférica chamados de movimentos convectivos, que na superfície movi-mentam a litosfera, criam as formações geológicas, provocam os terremotos, montanhas, vulcões, falhamentos e outras grandes estruturas da litosfera estudadas sob a denominação de tectônica, uma parte menor da Geologia Estratigráfica. O sentido e a direção atual dos movimentos convectivos do magma do manto terrestre foram iniciados após a grande explosão, que determinou a fragmentação continental, e tende a diminuir de intensidade até uma parada e inversão do mesmo dentro de um futuro geológico, por isso não sendo assunto para preocupações humanas. Resultado do mesmo processo descrito acima, a luz do Sol atinge a Terra como insolação e aquece as três camadas mais externas da estrutura terrestre:

• Atmosfera, formada de gases e flutuante sobre a superfície, • Hidrosfera e • Litosfera, superfície rochosa aflorante do planeta.

No Sol cumpre-se o mesmo fenômeno originário da gravidade, apenas que em uma escala muito maior devido a maior massa daquele astro em relação ao globo terrestre. Esta energia aquece a Terra de fora para dentro, até o limite da litosfera. Tanto no Sol como na Terra, como em qualquer astro do firmamento, o funcionamento da energia é o mesmo (e não há motivo para ser diferente): a gravidade atrai ao núcleo a massa mineral do astro, o que faz aumentar a temperatura do mesmo, fluidificando-o completamente ou parcial-mente, transformando-o em pura energia luminosa que se espalha esfericamente para o universo. Dito anteriormente, a Terra é aquecida de dentro para fora pela gravidade terrestre a partir do seu núcleo, e de fora para dentro, pela insolação, uma conseqüência da gravidade solar. O limite físico para o aquecimento é a litosfera. Neste ponto conceitua-se a energia: energia primária ou original é a luz que resulta da massa mineral dos corpos celestes quando submetida a compressões de grandeza estelar. Se há uma energia primária, segue-se que as outras qualidades de energia são conseqüentes: energia elétrica, química, eólica, energia do petróleo, são tipos de energias decorrentes da energia primária. A energia primária não depende da vontade dos humanos. Do exposto nasce a conclusão máxima deste estudo:

A gravidade é a origem de todas as coisas conhecidas, incluindo a energia e a luz!

Semelhantemente ao ciclo da água, a energia do Sol também cumpre um circuito no globo, com algumas diferenças. A comparação entre os dois ciclos é meramente didática.

O Conhecido Ciclo da Água

Aquecida pela energia solar, a água sobe à atmosfera por evaporação (etapa invisível do pro-cesso) e desce como chuva ou gelo, correndo sobre os continentes em forma de rios ou geleiras até o mar, onde reinicia o ciclo. Por oportuno reforcemos a idéia que ventos, marés, ondas não são formas de energia independentes, mas uma conseqüência da energia do Sol chegada a Terra, que chamamos de energia primária. O ciclo da água é uma função da energia do Sol. A energia do Sol que provoca a evaporação da água fica armazenada no gás de água que sobe até as altitudes no limite da troposfera. Esta energia acumulada provoca todos os fenômenos conhecidos da meteorologia: nuvens, chuvas, furacões, ciclones, tempestades, raios e trovões que causam destruições, enchentes e vítimas, desastres e prejuízos. Tais fenômenos são impossíveis de serem dominados ou controlados pela espécie humana.

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O Desconhecido Ciclo da Energia

A energia radiante do Sol ao chegar a Terra tem a capacidade de aglutinar o gás carbônico ,através da propriedade de catenação, unindo-o em cadeias com diversas estruturas, desde lineares até cíclicas, ramificadas e tridimensionais, as quais ficam dotadas da energia que as formou, deter-minando também o crescimento da sua massa. Essas cadeias se formam com qualquer quantidade ou qualidade de luz (luz de qualquer comprimento de onda), sendo a do Sol a mais efetiva por ser a combinação de todas elas. Os compostos assim formados pertencem ao mundo orgânico e é este que se transforma nas condições de subsuperfície em petróleo, que por sua vez se transforma em trabalho e prosperidade para os humanos. Pela combustão, retirada a energia formadora do reino orgânico, o CO2 e a água voltam à atmosfera para reiniciar o ciclo. (Fig. 2.1) Observação importante: O petróleo não é uma dotação inicial da Terra. Ele se forma posteriormente a organização primária do globo, depois do aparecimento da vida. (v.capítulo “História Geológica”)

Reino Orgânico e Reino Mineral

Tenha-se em conta que o mundo em que vivemos divide-se em apenas duas partes: o reino orgânico e o reino mineral. Não são três os reinos da natureza (reino animal, vegetal e mineral) como ensinados nas escolas. De fato, só existem dois reinos naturais:

• Reino mineral, formador da Terra, do Sol e de todos os astros do universo, e • Reino orgânico (de que trata a Biologia e a Química orgânica), produto da insolação e da

composição química da atmosfera da Terra.

O reino orgânico existente, só e somente só na Terra, então se subdivide em: • Reino animal (tratado na Zoologia)• Reino vegetal (tratado na Botânica).

Enfatizando: animais e vegetais são subdivisões do reino orgânico. Generalizadamente podemos dizer que o reino mineral forma as rochas e a parte magmática do globo, e o reino orgânico forma uma segunda parte diminuta, em relação à primeira, que tem ca-racterísticas ímpares. Esses reinos não se misturam, mas se complementam para que o reino orgânico cresça e sobreviva. Existem diferenças notáveis entre o mundo mineral e o mundo orgânico:

• A quantidade de matéria mineral do planeta é fixa e forma (ilustrativamente) 99,999% do volume do globo, enquanto a matéria orgânica comparece com 0,001% do volume do globo e é crescente (função da insolação), mas limitada.

• Minerais, depois de solidificados, não crescem, ao contrário, diminuem de tamanho pelo movimento que sofrem durante o transporte entre a origem (áreas-fonte) e as bacias de sedimentação, enquanto os seres orgânicos crescem em tamanho e em número, até quando houver matéria prima disponível para isso.

• A matéria mineral solidificada é inerte e seus movimentos dependem da gravidade do planeta. A matéria orgânica é viva, tem movimentos próprios, embora tais movimentos continuem dependentes da gravidade do planeta. A quantidade de energia no planeta é

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crescente enquanto houver a matéria prima para o mencionado crescimento: o gás carbô-nico, o agente capaz de fixar a energia.

Por oportuno, refaçamos um raciocínio anterior: ventos, marés, ondas e a vida animal e/ou vegetal (energias de segunda geração), não são formas de energia independentes, mas manifesta-ções diferentes da mesma energia originada no Sol.

Detalhes do Ciclo da Energia

A energia chegada a Terra como insolação completa um ciclo em várias etapas que podem ser assim organizadas:

1. A energia do Sol confere estrutura ao CO2 da atmosfera transformando-o em compostos orgânicos pela aglutinação dos átomos de carbono , ficando a energia de formação embu-tida nas novas estruturas, cumprindo uma lei geológica: todo corpo aumenta de massa ao adquirir energia.

2. O fenômeno é representado pela fórmula: Massa = CO2 + H2O+ E.3. Daí em diante, os vegetais crescem sintetizando a energia do Sol através da fotossíntese

(função clorofiliana), enquanto os animais depois de formados crescem a custa dos vege-tais.

4. O mundo orgânico passa pelo ciclo vital: nascimento, crescimento, reprodução e morte. 5. Após a morte, como lixo orgânico, passa para a subsuperfície onde será transformado em

petróleo e acumulado nos reservatórios.6. Retirado da subsuperfície se transforma, nas refinarias e indústrias petroquímicas, em

vários produtos industriais usados pelos homens.7. Depois de extraída a energia de formação, transformada em movimento, desfaz-se a equa-

ção original sobrando a massa que se separa em CO2 e água, que voltam a circular na atmosfera e sob energia do sol reinicia o ciclo energético representado pela fórmula

Massa - E = CO2 + H2O + Mov.

Em qualquer forma intermediária que se encontre a matéria orgânica, invariavelmente, vol-tará, mais cedo ou mais tarde, à forma de petróleo em uma bacia de sedimentação. Em resumo, depois de chegada a Terra em forma de luz, a energia é fixada em forma tridi-mensional, que após breve tempo em superfície, se acumula na subsuperfície da litosfera em forma fluida. É retirada daí por artifícios humanos e utilizada em máquinas e motores que geram trabalho e dinheiro (a forma condensada de energia). Segundo essa definição, todos os animais, especialmente a humanidade, não são seres es-peciais (gerados espontaneamente ou vindos de outros planetas), mas partículas representativas da energia do Sol reunidas na superfície da Terra, ocupando uma posição intermediária entre a chegada da energia em forma de luz e a acumulação definitiva em forma de petróleo na subsuperfície. Todos os seres vivos passam pelo que se chama impropriamente de ciclo vital: animais e vegetais nascem, crescem, reproduzem-se (principal função durante a vida) e ao cabo de pouco tempo,”morrem”, passando à outra forma de energia - forma fluida - no ciclo energético. Animais e vegetais cumprem esta fórmula inapelável e invariavelmente, desde o resfriamento do planeta ou formação da litosfera. O processo formativo do petróleo é da idade da Terra, desde o seu resfriamento e somativo nos diversos reservatórios da subsuperfície. À medida que o tempo passa, os minerais e o “lixo” se acumulam em bacias de sedimentação: os detritos orgânicos se transformarão em petróleo e os mine-

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rais em reservatórios. Observe-se no quadro a seguir um paralelo entre o conhecido Ciclo da Água e o desconheci-do Ciclo da Energia.

CICLO DA ÁGUA CICLO DA ENERGIA

Parte Rápidado Processo

Parte Lentado Processo

Aquecimento da Superfície Evaporação Condensação Chuvas Rios/Geleiras Erosão Deságue no Mar

Diagênese (reservatórios)

Catenação do Carbono Aumento da Massa Sedimentação da Atmosfera Fauna e Flora Ciclo Vital Morte

Petróleo

Como qualquer forma de energia, o petróleo não se perde, apenas muda de reservatório, até que pela combustão libere a energia de formação e regenere para a atmosfera os componentes quími-cos que o formam, para reiniciar o ciclo. Observar que a energia do Sol fica embutida nos tecidos dos vegetais. É o momento da ma-terialização da energia, da origem da vida, um fenômeno de extraordinária importância do ponto de vista filosófico. A maneira mais fácil de mostrar o fenômeno foi dissociar a palavra e colocá-la embutida na fórmula química da fotossíntese, para mostrar o crescimento da matéria com o acúmulo de energia.

Energia solar Combustível Comburente6 CO2 + 12 H2O ---> C6 Ener H12 gia O6 + 6O2 + 6H2O

Clorofila Tridimensional

O gás carbônico retirado da atmosfera e o hidrogênio retirado da água fornecem como pro-dutos residuais o oxigênio, que é o comburente da natureza na atmosfera, e mais o combustível (ali-mento) dos animais, e por fim o petróleo, que é o combustível da natureza, na subsuperfície. Não existe equilíbrio entre a retirada e a reposição do gás carbônico da atmosfera. A repo-sição se faz pela combustão (respiração animal, incêndios e motores de combustão interna), e a sua retirada é feita pelos vegetais (consumidores do gás carbônico) que são em maior número. Observar então que a fotossíntese é o antônimo de combustão. Ela retira CO2 do ar e a combustão o devolve. Não há balanceamento entre os dois fenômenos. Ao contrário, o fenômeno é desbalanceado em favor da retirada do CO2 devido ao número muito maior de vegetais. Pode-se então raciocinar que, ao princípio da história da Terra somente existia o mundo mineral. A energia do Sol formou os primeiros vegetais e a energia passou a ser armazenada e con-centrada com o aparecimento e proliferação dos mesmos sobre a superfície, quando as CNTP daquele tempo tornaram isso possível. Se o fenômeno existe desde quando a Terra se formou, é fácil raciocinar que ao princípio, havia muito gás carbônico o que favoreceu o ambiente para proliferação dos vegetais. É através da fotossíntese que um vegetal cresce e se desenvolve, fenômeno conhecido desde o século XVIII com os trabalhos de Jean Senebier2 (1742-1809),Joseph Priestley3 (1733-1804) e Jan Ingenhousz4 (1730-1799). A passagem do tempo levou a que se acumulasse o oxigênio como resul-

PROCESSOS DE SEDIMENTAÇÃO

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tado da fotossíntese e uma rarefação do CO2. No prosseguimento do raciocínio chega-se à conclusão de que os vegetais foram os primei-ros habitantes da Terra (Fig. 2.2). Depois, a determinado nível mínimo de oxigênio na troposfera (re-sultante da função clorofiliana) é que foi possível o aparecimento da outra categoria de ser orgânico: os animais, pois estes precisam de oxigênio para sobreviver (seres pulmonados). Vivemos atualmen-te no ramo declinante de um período de exuberância orgânica, mas deveremos entrar em uma fase de declínio acentuado até um fim, quando a atmosfera for composta somente de nitrogênio e oxigênio. Ainda dentro do raciocínio estratigráfico, pode-se também descrever a evolução da Terra em tons de cor: ao princípio a Terra foi de cor branca (devida à cor geral das rochas que formavam os continentes) e azul (devida aos mares e atmosfera). Atualmente passa por uma fase verde (devida aos vegetais sobre os continentes) e azul e caminha para um futuro branco e azul de novo, devido ao desaparecimento dos vegetais. Ainda pode ser descrita em relação à vida: ao início passou por uma fase desértica; atual-mente passa uma fase plena de vida (vegetais e animais) e no futuro voltará à fase desértica, com o desaparecimento daqueles (Fig. 2.3). Prosseguindo na mesma linha de raciocínio, em termos de petróleo pode-se dizer: no princí-pio da história da Terra não havia qualquer petróleo; atualmente passa por uma fase de acumulação média de petróleo, caminhando para a última fase de acumulação máxima, quando todo o mundo orgânico estiver enterrado em forma de petróleo, mas sem que exista alguém para usá-lo. O ciclo da energia desse ponto em diante ficará interrompido, isto é, não mais se fechará. Do resumo depreende-se que o que governa a existência da vida no planeta é a composição química da atmosfera e a variação nela verificada. No princípio surgiram os vegetais, seres adaptados às condições iniciais, ou seja, uma atmosfera carregada de gás carbônico e boa dose de nitrogênio. Eram as condições naturais que conferiam a Terra o que atualmente é imaginado como efeito estufa. Somente animais e vegetais adaptados àquelas condições puderam viver durante muito tempo. A contínua mudança dessas condições, uma conseqüência da sedimentação da atmosfera (que continua se verificando), mudou aqueles primeiros habitantes. Eles foram extintos, deixando apenas marcas de sua passagem pela superfície do globo (os fósseis), dando lugar ao aparecimento de novos habitantes. Toda a fauna e a flora do passado estão atualmente enterradas na forma de pe-tróleo que estamos a usar hoje. Atualmente, os seres adaptados a essas novas condições da evolução do planeta, inclusive a humanidade, fatalmente serão extintos em um processo natural, a despeito de qualquer esforço de nossa parte para evitar que isso aconteça. As modificações atmosféricas e a sucessão (novas espécies) de animais e vegetais é um lugar comum ao longo da história geológica. Desse quadro descritivo pode-se deduzir porque o petróleo não se acaba e explicar as quanti-dades extraordinárias conhecidas no mundo. Também se deduz porque o petróleo é mais conveniente como combustível para a humanidade do que as fontes chamadas alternativas ou as de energia mine-ral. Ambos, humanidade e petróleo são, exatamente, a mesma qualidade de energia, apenas que em forma, ambiente e estado físicos diferentes. A alimentação e a proliferação da vida vegetal são conseguidas facilmente, pois é ela uma função da energia solar. Entre os animais somente a proliferação é fácil e prazerosa. A alimentação não. Há dificuldades em consegui-la e para a maioria é uma das causas mais comuns da morte pre-matura: fome ou falta de alimento. Pode-se também deduzir que a única finalidade dos animais, vegetais e particularmente a humanidade, é a manutenção ou preservação das espécies através da reprodução. Trabalhamos e nos alimentamos, divertimo-nos e descansamos (atividades colaterais e de apoio à reprodução), de maneira que possamos cumprir a passageira missão na Terra: reproduzir para preservar a espécie e acumular cada dia mais petróleo nos reservatórios de subsuperfície.