Veja por dentro: Como o gás natural é extraído da terra

O que é o gás natural?

O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos composta principalmente por metano (CH4), que é o material orgânico mais sintetizado. Juntamente com o metano, contém vestígios de hidrocarbonetos como o etano, o propano, o butano e os pentanos, juntamente com vestígios de dióxido de carbono, nitrogénio, sulfureto de hidrogénio (aquele cheiro a ovo podre!) e vapor de água. Na sua forma bruta, o gás natural é completamente inodoro, incolor e comburente, o que o torna numa forte fonte de energia. É como um tesouro enterrado nas profundezas do solo; é conhecido como um combustível fóssil, pois foi criado ao longo de milhões de anos a partir de matéria orgânica em decomposição. O estado gasoso é a condição em que se encontra a uma temperatura e pressão normais; é fundamental compreender este aspeto quando se explica como o gás natural é extraído, processado e finalmente utilizado.

É difícil de imaginar, mas os restos de plantas da vida marinha e de materiais vegetais já existiam na Terra muito antes do aparecimento da humanidade. Estes restos de plantas instalaram-se no fundo dos oceanos e nos pântanos e, muitos anos mais tarde, foram enterrados sob calor intenso e alta pressão, transformando-se em camadas térmicas. Com o passar do tempo, esse material orgânico que estava enterrado nas profundezas da crosta terrestre começou a formar-se sob uma pressão extremamente elevada. O calor intenso e a alta pressão combinados transformaram parte desta matéria em carvão, petróleo e gás natural - fontes de metano termogénico que se encontram retidas em formações rochosas porosas. Nos locais onde existem depósitos de petróleo, estas formações também estão presentes e actuam como áreas de armazenamento de gás natural. O processo estendeu-se por milhares de anos e foi a prova de como a terra foi capaz de transformar restos básicos de plantas em recursos naturais. Poderá este processo ser uma fonte de energia renovável no futuro? Talvez um dia venha a contribuir para o aquecimento global.

Exploração e localização de reservas de gás natural

A procura de gás natural não começa com uma broca. Em vez disso, começa com esforços de investigação. Os geólogos são confederados dos tempos modernos que trabalham com dados e mapas relativos à crosta terrestre para encontrar formações geológicas notáveis. Também se concentram em certos tipos de rochas que se sabe conterem gás natural. Localizadas nas profundezas do subsolo, estas caraterísticas geológicas são cruciais para o sucesso da extração deste recurso natural. Talvez encontrem gás natural convencional ou gás de xisto, ou até mesmo gás de aperto. Os levantamentos sísmicos em terra e no mar fazem parte integrante da perfuração. Este estudo emprega ondas sísmicas geradas com equipamento especializado, como os "camiões de choque", para mapear a superfície da Terra e identificar depósitos de carvão. Visualize as ondas sonoras a penetrarem na Terra e a reflectirem-se nos vários estratos rochosos, criando uma imagem fotográfica da estrutura do subsolo.

Uma vez detectado um local potencial, a fase seguinte é a perfuração de reconhecimento - literalmente fazer um buraco na terra para descobrir o que está por baixo. Isto requer a perfuração de um poço profundo, frequentemente a muitos milhares de pés de profundidade, para aceder ao presumível reservatório de gás natural. Este tipo de poço exploratório não tem como objetivo formular um palpite geral; de facto, tem uma estratégia bem definida para a sua perfuração e interpolação. São utilizadas ferramentas e instrumentos de engenharia para recolher dados, incluindo o volume de gás que pode ser medido em pés cúbicos, a pressão do gás e as caraterísticas concretas da permeabilidade da rocha. Isto ajuda efetivamente a conhecer a viabilidade do reservatório em termos da utilização comercial da extração de gás natural do reservatório. É um risco, mas que é apoiado pelas melhores redes geológicas e conhecimentos de engenharia. Isto ajuda a decidir o potencial e a qualidade do gás natural disponível e a forma como a produção futura deve ser regulada.

Métodos de extração: Do poço ao oleoduto

A extração de gás natural das profundezas da crosta terrestre já não é um pensamento distante, mas sim uma história e é agora adorada por muitos. Esta atividade envolve uma fascinante amálgama de engenharia e geologia. Os métodos envolvidos dependem em grande parte do tipo de depósito de gás natural - se é convencional ou não convencional. Por exemplo, o material vegetal decomposto, também conhecido como gás convencional, que se encontra sob numerosas camadas de rocha não permeável, é mais fácil de alcançar do que o gás natural não convencional. A perfuração vertical permite atingir maiores profundidades, avançando através de camadas de rocha até atingir o reservatório de gás natural. É um processo relativamente simples, com algumas etapas que têm as suas falhas. As reservas de gás natural estão geralmente localizadas dentro de poços que têm como suporte um revestimento de aço que abriga o reservatório. Parece justo dizer que é considerada uma tarefa bastante fácil no seu todo. Outros métodos de gás natural não convencional permitem a perfuração horizontal e a fracturação por hidratos.

A perfuração horizontal, por outro lado, pode ser considerada o oposto, uma vez que permite uma maior cobertura da área. É mais eficiente e cria uma melhor taxa de produção do que os outros métodos. Este método, combinado com a fracturação hidráulica, elimina as limitações que têm travado e devastado a indústria do gás natural. Para extrair os gases, uma combinação de água, areia e produtos químicos é injectada na mistura a uma grande pressão e depois vertida no poço para esticar a rocha, o que força os gases a sair.

Mas a ferramenta também levantou algumas questões ambientais, especialmente em termos de utilização da água e de possível poluição dos recursos hídricos subterrâneos. O percurso do gás natural desde o solo até ao gasoduto é uma história interminável de desenvolvimento humano com o objetivo de satisfazer as necessidades energéticas da sociedade mundial. É uma tarefa que tem de ser feita com grande planeamento, engenharia cuidadosa e o maior respeito pelos recursos do planeta.

Processamento e purificação de gás natural

O gás natural na sua forma bruta não é muito útil, para dizer o mínimo. Tem vapor de água, dióxido de carbono, hidrogénio sulfurado e outros hidrocarbonetos de moléculas não-metânicas que precisam de ser tratados. Essencialmente, estes não são componentes do gás natural puro. Mas é aqui que entram as fábricas de processamento de gás natural; estas fábricas actuam como estações de limpeza industrial, onde o metano é extraído de outros componentes indesejados. Talvez as novas tecnologias venham a melhorar ainda mais este processo. A primeira fase, a remoção do vapor de água, é muito importante, uma vez que não só reduz a energia do gás como pode aumentar a corrosão das condutas. Depois, há a filtragem de todos os líquidos do gás natural, como o propano, o butano e o etano, que têm utilizações finais ou aplicações distintas do gás natural.

A turfa, que é composta principalmente por uma molécula de metano, foi transformada em formas mais utilizáveis e pode agora ser fornecida a vários estabelecimentos e centrais eléctricas. Ao eliminar as impurezas nocivas, como o sulfureto de hidrogénio, este processo torna o gás natural mais utilizável. Os processos de transformação do gás natural bruto em combustível utilizável têm de passar por muitas fases para ficarem prontos para venda a retalho. Devido aos vários métodos e tecnologias utilizados, o produto final é o gás natural puro que passa por várias normas de qualidade e segurança. Espera-se que existam reservas de gás natural suficientes para satisfazer a procura. As peneiras de moléculas, como verá, têm uma importância significativa neste processo de purificação. Talvez existam diferentes fontes de gás natural que ainda não tenham sido totalmente exploradas. Talvez um dia se descubra metano de minas de carvão perto dos locais de perfuração e surjam novas tecnologias a partir destas reservas de gás natural. É difícil saber o que se passa com os hidratos de metano e o que essas fontes de gás natural trarão.

Peneiras moleculares: Melhorar a eficiência e a qualidade

Diferentes tipos de peneiras moleculares utilizadas no processamento de gás natural

Os crivos moleculares são utilizados nas operações de gás natural da mesma forma que as várias peças de uma caixa de ferramentas, desempenhando cada peça uma caraterística única e específica. Por exemplo, os crivos moleculares 3A e 4A são utilizados para dessecar o gás natural para evitar a formação de hidratos e a corrosão dos sistemas de condutas. Outros crivos, como o 5A e o 13X, são mais eficientes na remoção do dióxido de carbono e do sulfureto de hidrogénio do gás. A fim de melhorar a qualidade do gás natural através do processo de purificação, deve ser selecionada a peneira molecular relevante. Trata-se de utilizar a ferramenta certa tendo em conta o tipo de impurezas e a pureza que o utilizador pretende.

Vantagens da utilização de peneiras moleculares para purificação

A purificação do gás natural é uma tarefa muito exigente, mas as peneiras moleculares facilitam esse trabalho. Têm a capacidade de ser ainda mais precisas do que qualquer outro sistema de filtragem conhecido pela humanidade. Essencialmente, proporcionam um nível de filtragem que as torna reutilizáveis. Ao contrário de outros métodos de filtragem de substâncias nocivas, que são dispendiosos e desperdiçadores, as peneiras moleculares não requerem muita manutenção, uma vez que também são reversíveis. A sua capacidade de se recarregarem é semelhante à de uma bateria sustentável. Nos dias de hoje, em que todas as indústrias estão a avançar para uma engenharia sustentável, estes crivos podem ser facilmente incluídos, uma vez que são amigos do ambiente. A sua conceção única permite-lhes suportar uma vasta gama de variações no que diz respeito à temperatura e à pressão. Assim, eliminam muitas barreiras quando se trata da indústria de filtragem de gás natural.

Otimização do desempenho da peneira molecular em aplicações de gás natural

Em todos os ramos da biociência, é preciso fazer mais do que supervisão para fornecer um produto final, especialmente peneiras moleculares em usos de gás natural, o que requer otimização multifatorial para melhor desempenho do que apenas compensação de calor e temperatura, evidência da relação inversamente proporcional entre os dois que pode resultar em uma adsorção insatisfatória por falta de pressão necessária. Contrastando isto com as tarefas de monitorização pouco regulares e a atualização da substituição dos leitos, agora as tarefas parecem alarmantes, a menos que sejam corrigidas através da modificação do sistema de processo, onde existe um equilíbrio entre o melhor desempenho e a durabilidade através da otimização cuidadosa do leito de peneira molecular. Mas o mais importante é que tudo o que foi dito acima só pode ser alcançado através da seleção do tipo e tamanho corretos de peneiras moleculares específicas para a tarefa em questão, embora seja sensato procurar a assistência de empresas como a Jalon para o conseguir, uma vez que são especialistas na sua área. Ao fazê-lo, tudo se torna uma cooperação entre a bioprospecção de peneiras moleculares e a purificação de gás, o que se traduz numa redução de custos e de tempo, ao mesmo tempo que aumenta a fiabilidade global do próprio sistema.

Transporte e armazenamento de gás natural

Redes de condutas e sistemas de distribuição

Após a extração, o gás tem de ser submetido a uma série de procedimentos de tratamento rigorosos e, em seguida, passa por uma vasta rede de gasodutos que percorrem o país como um sistema complexo. Também se verificou que muitos destes gasodutos têm vários quilómetros de comprimento e que servem para transportar o gás dos centros de extração para os que podem ser utilizados, sendo os utilizadores finais os consumidores. Tal como as veias e artérias do corpo, os sistemas de gasodutos funcionam como as caraterísticas da indústria do gás natural e asseguram um fornecimento ininterrupto de gás natural. Este gás natural é suficiente para garantir o conforto das casas e o funcionamento de muitas fábricas em todo o país. Imagine-se a extensão desta rede, um arquiteto poderoso mas silencioso que liga as zonas de produção às cidades.

Instalações de armazenamento subterrâneo

A necessidade de armazenar gás natural torna-se evidente e é muito crucial sempre que há uma diferença notável entre a procura e a oferta de gás, especialmente nas épocas de pico da procura no inverno. É nas épocas de pico da procura no inverno que a armazenagem subterrânea aumenta. A armazenagem subterrânea consiste em túneis construídos em reservas de gás natural esgotadas ou em cavernas salinas, que funcionam como enormes colmeias de gás natural. Mesmo em casos de restrições súbitas do aprovisionamento, estas reservas subterrâneas actuam como uma salvaguarda contra essas perturbações e tornam possível a disponibilidade de gás natural a um ritmo razoavelmente estável, apesar das variações na produção. É semelhante a ter reservas de gás que podem ser afectadas em caso de procura elevada. De facto, num único dia de março de 2022, os Estados Unidos retiraram 2,4 biliões de pés cúbicos de gás natural das suas reservas e armazenamento, mostrando em maior medida que estas instalações são pólos essenciais no tratamento das necessidades energéticas. Esta energia particularmente armazenada é o que garante que não haja cortes no fornecimento de energia em qualquer altura, especialmente em períodos de grande procura como o inverno.

Gás Natural Liquefeito (GNL) para o transporte de longa distância

Para o transporte de longa distância, especialmente através dos oceanos, o gás natural é convertido em gás natural liquefeito (GNL). Ao arrefecer o gás natural a -260°F, o seu volume é reduzido por um fator de 600, tornando-o muito mais eficiente para o transporte em camiões-cisterna especializados. Este processo abre os mercados globais, permitindo que países sem acesso direto a gasodutos importem gás natural. É um exemplo fascinante de como a tecnologia expande o alcance desta valiosa fonte de energia, ligando continentes e alimentando economias em todo o mundo. O GNL, a forma condensada do gás natural, desempenha um papel cada vez mais importante no panorama energético global, facilitando o comércio e assegurando um fornecimento diversificado deste combustível de queima mais limpa.

Impacto ambiental da extração de gás natural

A extração de recursos energéticos sob a forma de gás natural, embora classificada como menos poluente em comparação com outros combustíveis fósseis, não deixa de envolver processos com impacto no ambiente. As várias fases envolvidas, como a exploração, as operações de perfuração, a produção e o transporte de gás, estão associadas a emissões de gases com efeito de estufa, como o metano e o dióxido de carbono, que afectam as alterações climáticas. O consumo de água, a perturbação da superfície das águas subterrâneas com produtos químicos e a eliminação de águas residuais usadas em resultado da fracturação hidráulica (ou fracking) são uma preocupação. Qual é o próximo passo para mitigar estas questões? A degradação dos solos e a perda de habitats devido à construção de condutas e poços são factores ambientais preocupantes, uma vez que afectam os animais e a vegetação. Da mesma forma, embora seja um facto que a energia do gás natural emite menos dióxido de carbono do que o carvão, a sua utilização em ambientes industriais ou domésticos de gás natural enfrenta efeitos indesejáveis. Para resolver estas questões, é necessário estabelecer normas de prática industrial, tais como a criação de alternativas para evitar factores que levem à fuga de gás, e também a adoção de medidas regulamentares que tratem da poluição e da emissão de gás para melhorar a eficiência energética deste combustível fóssil. Talvez seja necessária uma mudança na forma como utilizamos a energia do gás natural.

Escolha Jalon para as melhores peneiras moleculares

Uma consideração crucial ao refinar o gás natural é a qualidade das peneiras moleculares utilizadas. A Jalon começou a se destacar como um dos principais fornecedores de peneiras moleculares especializadas que são especificamente dedicadas às exigências do tratamento de gás natural. É especializado e funciona. A ciência dos materiais e o know-how de comercialização da Jalon nestes domínios garantem simplesmente a perfeição e a criação de valor, a redução dos custos operacionais e um melhor produto final. Por exemplo, a Jalon pode fornecer as peneiras moleculares 3A para desidratação, purificação de metano de jazidas de carvão ou outras aplicações de gás natural não convencional. Uma atenção redobrada aos pormenores e a garantia da satisfação do cliente posicionaram-nos bem como uma fonte fiável para o processador de gás natural.

Conclusão

Todo o processo pelo qual passa o gás natural, desde o núcleo da terra até chegar às nossas casas e indústrias, é fascinante por si só e demonstra como os humanos evoluíram na procura de energia. Foi estudada a composição deste combustível fóssil único e foram exploradas as técnicas utilizadas para o extrair, desde os muitos poços verticais perfurados num campo até aos métodos mais modernos, como o fracking. A sequência de purificação foi trazida à luz, onde a aplicação de peneiras moleculares melhora muito a qualidade do gás natural produzido. Discutimos também o transporte e o armazenamento do gás natural, reconhecendo o impacto ambiental resultante da sua produção e utilização. No final, porém, o aspeto mais relevante é poder compreender o percurso do gás natural desde a terra até aos nossos gasodutos, de modo a fazer escolhas mais fundamentadas sobre o lugar do gás natural num sistema de energia verde do futuro.