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Carvão Mineral

O que é Carvão Mineral?

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O Carvão Mineral é uma rocha sedimentar, formada ao longo de milhares e milhares de anos, tendo origem fóssil. Ele é formado pela sedimentação de resíduos orgânicos, como troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes. Estes vegetais cresceram há 250 milhões de anos em pântanos rasos. Assim, ao morrerem, foram depositados em fundos lodosos. No decorrer dos anos, ao passarem por condições específicas de temperatura e pressão, acabaram por serem transformados em carvão vegetal.

O carvão mineral conta em sua composição com carbono, além de oxigênio, hidrogênio, enxofre e cinzas. Ele é comumente encontrado em jazidas, as quais estão localizadas no subsolo. Para sua extração, é necessário um processo denominado mineração.

Vale ressaltar que este material pode ser dividido conforme seu poder calorífico, bem como a presença de impurezas. Quando o carvão mineral tem qualidade baixa, ele  recebe classificação de linhito e sub-betuminoso. Porém, quando apresenta poder calorífico maior, além de poucas impurezas, ele conta com alta qualidade, sendo caracterizado como betuminoso, hulha e antracito.

Esta rocha sedimentar, por conta de sua composição, passou a ser utilizada como substituta da lenha que, à época dos grandes descobrimentos, era a fonte energética mais utilizada. Assim, com o desenvolvimento da máquina a vapor, por volta de 1700, o carvão mineral se tornou um combustível utilizado para mover estas máquinas.

Hoje em dia, o carvão mineral passou a ser utilizado, principalmente, para a produção energética em usinas termelétricas. Isso se deve ao valor competitivo que este produto tem. Vale lembrar que o carvão mineral, dependendo de sua pureza e características caloríficas, também poder ser usado para obtenção de gás combustível, ceras, parafina, produção de alcatrão, aquecimento doméstico, processos de tratamento de água, entre outro.

Carvão Mineral

Porém, apesar de trazer ganhos na área energética, por exemplo, o carvão mineral apresenta graves impactos ambientais.O primeiro dele diz respeito a sua queima: a combustão do carvão mineral colabora, inclusive, com a produção de gases de efeito estufa, impactando o meio e, com isso, colaborando para com o aquecimento global. Também gera impactos em sua mineração, como também gera diversos resíduos, entre outros subprodutos.

Juliano Schiavo
Biólogo e mestre em Agricultura e Ambiente

Referências

CENTRO DE ENSINO E PESQUISA APLICADA. Carvão mineral. Disponível em: <http://cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo1A/carvao.html>. Acesso em 26/06/17

ECYCLE. O que é carvão mineral? E quais impactos socioambientais estão relacionados à sua cadeia produtiva?. Disponível em: <http://www.ecycle.com.br/component/content/article/63/2857-carvao-mineral-combustivel-fossil-fonte-energia-nao-renovavel-vantagens-desvantagens-reservas-impactos-problemas-danos-prejudicial-meio-ambiente-saude-poluicao-emissoes-gases-efeito-estufa-mudanca-climatica-aquecimento-global.html>. Acesso em 26/06/17

Carvão Mineral

É uma das formas pela qual o elemento carbono aparece na natureza de modo abundante em certas regiões do globo.

O carvão mineral resulta da decomposição de grandes florestas que existiram em certas partes do globo terrestre , por ocasião do período carbonífero da era Primária. A hulha resulta da transformação da celulose dos vegetais que compõem as árvores, pela perda do hidrogênio e oxigênio com grande enriquecimento de carbono.

Duas correntes principais procuram explicar a origem do carvão mineral:

a) Autóctone
b)
Alóctone.

A primeira dessas correntes – autóctone – diz que a hulha é oriunda da decomposição das grandes florestas no próprio local, enquanto a segunda considera proveniente da sedimentação de detritos vegetais carregados pelas águas.

A principal aplicação do carvão é de servir como combustível, embora se possa também extrair dele grande número de subprodutos, como alcatrão, do qual se destila o benzol ou o benzeno, xilol, toluol, e etc. Além desses produtos temos ainda o ácido fênico ou fenol, a naftalina, e etc.

Quanto as condições propícias à formação do carvão mineral, isto é , carvão fóssil, devemos acentuar o fato de que a ocorrência de terrenos de idade carbonífera numa área não significa, necessariamente, a existência de carvão mineral.

As jazidas de carvão representam antigos restos de vegetais que foram transformados In situ, ou transportados a longas distâncias. Trata-se da decomposição da celulose proveniente de restos vegetais pelo enriquecimento em carbono e perda de hidrogênio , decomposição esta em função de bactérias especiais, como a Micrococus Carbo. Esta bactéria é anaeróbia, isto é, morre em contato com o ar. Assim, a celulose é destruída perdendo grande parte de seu oxigênio.

Nos carvões húmicos há uma parte de matérias minerais (argila, areia, pirita, ou marcassita), e uma parte de materiais combustíveis. Os carvões de boa qualidade são os que contém muito pequena quantidade de matérias minerais, pois estas não queimam, e também, roubam calor aquecendo-se até o ponto de fusão.

Afinal de contas, não é o carvão senão florestas concentradas, por um processo natural – o da incarbonização – que, eliminando o que era inútil dos tecidos vegetais, sob o ponto de vista energético, concentra o que é útil e que nos oferece ao uso, resguardado através de milhões de anos, nas camadas do subsolo.

O grande surto da vegetação no período Carbonífero foi possível graças à umidade generalizada e a riqueza de anidrido carbônico na atmosfera; assim se desenvolveram plantas de organização ainda inferior sem flores e frutos, com seus caules gigantescos e folhagens robustas, crescendo nas baixadas paludosas e acumulando matéria vegetal soterrada nas bacias sujeitas a uma subsidência , que permitirá a formação de novas camadas de matéria vegetal acumulada.

A marcha da incarbonização a partir das substâncias vegetais é a seguinte: celulose, turfa, linhito, carvão betuminoso, antracito e grafita. Esta marcha exige longas eras da coluna geológica. Assim é que o linhito não ocorre em camadas mais novas que as teciárias, e os carvões não ocorrem a não ser no Carbonífero ou Permiano, salvo condições excepcionais de metamorfismo, seja pelo leito de intrusões locais, seja graças ao tectonismo anormalmente aumentado.

Constituição dos depósitos carbonosos

Turfa: Depósito recente de carvões, formado principalmente em regiões de clima frio ou temperado, onde os vegetais são carbonizados antes do apodrecimento.

Representa o primeiro estágio do carvão mineral. É originária de zonas pantanosas, de restos vegetais, e seu teor de água é muito elevado variando de 65 a 90%. As regiões de turfeiras constituíam , áreas de alagadiços. O seu poder calorífico é alto variando de 3.000 a 5.000 quilocalorias. A turfa é hoje principal fonte de energia suplementar nos países escandinavos e ex-socialistas. No Brasil existem depósitos de turfa em Macaé, Maricá, na baixada de Jacarepaguá, no alto da serra de Bocaina, Itatiaia e etc.

Linhito: Carvão fóssil de coloração castanho-negra de valor secundário, sendo sua formação atribuída aos terrenos terciários, como nas bacias de Gandarela e Fonseca (Estado de Minas Gerais), Caçapava (Estado de São Paulo) e, também, na Bacia Amazônica, principalmente na sua parte oeste, nos municípios de Tabatinga e Benjamim Constant. O seu teor de água varia entre 10 e 30% e o poder calorífico vai de 4.000 a 6.000 quilocalorias. O linhito representa um carvão secundário quanto ao seu valor, estando numa situação intermediária entre a turfa e o carvão betuminoso. No Brasil existem várias áreas onde há linhitos, como no alto Solimões, no estado do Amazonas.

Carvão Betuminoso (Hulha): Com o correr do tempo geológico as condições de pressão e temperatura vão lentamente aumentando, graças a deposição de novos sedimentos sobre o linhito.

A pressão que aumenta é dada pela carga de sedimentos que sepultam o linhito e a temperatura aumenta como conseqüência do grau geotérmico da região. Com isso o linhito vai se transformando lentamente em hulha. Salvo alguma exceções locais, (onde há anormalidade rigorosa de metamorfismo), a hulha ocorre sempre associada a sedimentos carboníferos e permianos, isto é, sedimentos formados a cerca de 200 milhões de anos. A hulha então considera-se um carvão de média a alta categoria, de cor negra, possuindo qualidade de coqueificação mais expressivas a medida que seus teores de materiais voláteis diminuem. Produz fumaça ao queimar, atingindo 4.550 quilocalorias de poder calorífico superior.

Antracito: Continuando o processo, ou patenteando-se mais as condições de pressão e temperatura ( o que se verifica por movimentos tectônicos, ou intrusões magmáticas), dar-se-à a transformação da hulha em antracito. Sendo o antracito um carvão de alta categoria, com textura densa e semelhante à rocha. Não é um carvão coqueificável, e ao queimar não produz chama.

Processos geológicos na formação do carvão

Para a formação do carvão são necessárias várias condições conjugadas, desenvolvimento de uma vegetação continental que permita um acúmulo de substância vegetal, condições de proteção contra a decomposição total, fato que ocorre quando há cobertura imediata pela água, e após o acúmulo subaquoso deve ocorrer o sepultamento contínuo e prolongado por sedimentos. Outro processo geológico de grande importância na formação de grande jazidas de carvão é a instabilidade tectônica, ocasionando repetidas vezes condições para a formação de turfeiras, e também a movimentação das camadas sólidas de carvão.

Carvão Mineral
Plantas morrem, formando massa de matéria vegetal em decomposição.

Num processo de soterramento por outras camadas de rochas, essa matéria vegetal é transformada, sob ação do calor e pressão em carvão.

Carvão Mineral
Movimentos de crosta provocam dobramentos nas camadas de rocha.
Por esse motivo, o carvão pode ser encontrado tanto a flor da terra como em camadas rofundas

Região Carbonífera Brasileira

No período Carbonífero existiu no sul do Brasil um clima que favoreceu o crescimento de tais florestas, dando uma vegetação exuberante.

Entre as condições favoráveis para o acúmulo dos restos vegetais podemos citar: um relevo plano com lagos e pantanais capazes de permitir a deposição de matéria vegetal morta. Em tais depressão do solo, à semelhança de lagos, era preciso a existência de um nível d’água sem grande variação sazonal, permitindo sempre o acúmulo de novos resíduos e cobrindo sempre os restos vegetais mortos.

No sul do Brasil, os terrenos de idade carbonífera vão desde São Paulo até o Rio Grande do Sul, A série Tubarão nos interessa particularmente, e as cinco camadas estão, do ponto de vista da geologia histórica, enquadradas na idade do Carbonífero Superior, e por conseqüência são estas as camadas possuidoras do carvão.

Quanto à origem dos carvões de Santa Catarina, diz Putzer que os mesmo tiveram sua formação em terra firme, sendo formação limnica-lacustre, em bacias mais ou menos extensas e rasas.

Por conseguinte, aceita-se uma formação terrestre, predominantemente autóctone, para as camada gondwânicas no sul do Brasil. Pela diagênese, a camada vegetal dos pântanos foi transformada em carvão. Na sua maioria, os carvões de Santa Catarina são betuminosos, com teor de material volátil acima de 25%, há algumas jazidas com carvão semibetuminoso (18 a 25%) e mesmo antracitoso (menos de 18%).

Do ponto de vista geográfico, a área carbonífera mais importante, onde há afloramentos no Estado de Santa Catarina, corresponde à Zona da “depressão permocarbonífera”, localizada entre os planaltos de rochas do complexo cristalino, ou seja, a chamada Serra do Mar a leste, enquanto ao oeste têm-se os degraus e patamares de rochas areníticas e de efusivas basálticas, que constituem o que, genericamente, se denomina, Serra Geral. A faixa permocarbonífera do sul do Brasil forma como que um grande S, indo desde São Paulo até o Rio Grande do Sul.

A zona carbonífera catarinense tem uma forma aproximadamente retangular, com 1.500 km² de área, compreendendo os municípios:Orleãns, Lauro Müller, Urussanga, Siderópolis, Treviso e Criciúma.

A série Tubarão foi bem estudada em um trabalho fundamental de White, em 1908, que deu este nome à série, tendo uma espessura de 248 m, dividida em:

Grupo Bonito, com 158 metros;
Grupo Palermo, com apenas 90 metros.

O grupo Bonito, que nos interessa pela sua importância econômia, I.C. White o definiu como composto de camadas arenosas e argilosas, com preponderância das primeiras, de flora de glosopteris e de camadas de carvão. Nas condições ali anteriormente presente a vegetação produziu tipos minguados de tecidos e inaptos para gerar valiosos depósitos de carvão.

Coube a White a primazia de discriminar cinco camadas de carvão, assim denominadas:

1 – Ponte Alta
2 – Barro Branco – 900 milhões de Toneladas
3 – Irapuá – 10 milhões de Toneladas
4 – Treviso
5 – Bonito – 260 milhões de Toneladas

As camadas Treviso e Ponte Alta até o momento , não apresentam, maior valor econômico. A camada Barro Branco é a mais importante, constituindo a base da exploração industrial do carvão catarinense. Com uma reserva de 900 milhões de toneladas, se admitirmos uma produção de 3 milhões de toneladas anuais, essas jazidas permitirão a exploração por durante 300 anos.

O carvão catarinense é o único até o momento a fornecer o carvão metalúrgico, sendo que o produzido no Paraná e Rio Grande do Sul, e em parte de Santa Catarina é destinado à geração de calor para as usinas termelétricas.

No Rio Grande do Sul é utilizado nas usinas de Charqueada, São Jerônimo, Candiota, e Gasômetro, que geram cerca de 50% da energia produzida no estado.

O carvão paranaense abastece as usinas de Figueiras e Harmonia, além da fábrica Presidente Vargas, em Piquete (São Paulo), em Santa Catarina é fornecido carvão para a antiga Sociedade Termelétrica de Capivari, hoje, o complexo Termelétrico Governador Jorge Lacerda, atualmente com 5 Geradores de Alta potência.

O Brasil tem intensificado as pesquisas sobre os depósitos carboníferos encontrados na Serra dos Carajás (Pará). Procura-se também ampliar o uso de nosso minério como matéria-prima industrial, assim como utilizar os produtos do beneficiamento para a produção de ácido sulfúrico e ferro.

Portal São Francisco

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