Mês: maio 2023

Rochas sedimentares

Em nossos artigos, já falamos superficialmente sobre rochas sedimentares e brevemente sobre suas características. Entendemos a sua importância e a sua relação com o sistema petrolífero, contudo, você sabia que existe uma área da geologia que se dedica a estudar apenas a formação dessas rochas? O nome dela é sedimentologia, e este será um dos temas que abordaremos em nosso artigo hoje.

Sedimentologia

Como o nome já sugere, a sedimentologia é uma área da geologia que estuda a formação dos depósitos sedimentares e a maneira como eles se formaram nos mais variados tipos de ambientes. Desta maneira, fazendo uma análise em retrospectiva no tempo, para entender o contexto paleoambiental da época e a formação de suas estruturas.

Dito isto, é crucial saber sobres os princípios que norteiam o estudo dos sedimentos para um maior embasamento sobre essas rochas. Dentro dessa perspectiva temos que:  

  • Sedimentos: são materiais depositados durante a sedimentação.
  • Sedimentação: é o ato de deposição dos sedimentos, isto é, a fase considerada como a de formação das rochas sedimentares, a qual se baseia no depósito do material;
  • Sedimentologia: é a parte da geologia que se ocupa do estudo das rochas sedimentares e do modo como se formaram (processos).

O lema “O presente é a chave do passado” é um dos pensamentos que balizam toda a geologia, em especial o campo que se debruça a estudar sobre a deposição de sedimentos, que inclusive foi responsável pela descoberta de uma das evidências sugeridas ao demonstrar a idade do planeta Terra. 

Rochas Sedimentares estratigrafada – Fonte: Regininha

Rochas sedimentares

De acordo com o Serviço Geológico do Brasil – CPRM, uma empresa pública vinculada ao Ministério de Minas e Energia, as rochas sedimentares constituem apenas 5% da crosta superficial terrestre. No entanto, no que tange à área da superfície terrestre, ela ocupa quase 75%. Isso ratifica a importância do estudo dessas rochas, bem como das suas características de formação e estruturação. 

As rochas sedimentares podem ser classificadas em diferentes tipos, de acordo com os sedimentos que as constituem:

  • Rochas Sedimentares Clásticas ou Detríticas – quando os sedimentos que constituem as rochas são exclusivamente fragmentos provenientes do desgaste de outras rochas (detritos);
  • Rochas Sedimentares Biogênicas – quando a rocha apresenta na sua constituição sedimentos provenientes de organismos, como conchas ou vegetais;
  • Rochas Sedimentares Quimiogênicas – quando os sedimentos que constituem a rocha proveem de material dissolvido na água oriunda de processos de precipitação química.
  • Rochas Sedimentares Piroclásticas – quando os sedimentos que constituem as rochas são formados em parte ou inteiramente por fragmentos oriundos de atividade vulcânica

Intempéries 

Importante salientar que a intempérie que ocasiona a sedimentação influencia na classificação quanto ao tipo de rocha. Desta maneira, podemos classificar as intempéries como: 

  • Física (ou mecânica) – ocorre quando a rocha sólida é fragmentada por processos mecânicos que não mudam sua composição química;
  • Química (ou mineralógica) – ocorre quando os minerais de uma rocha são quimicamente alterados ou dissolvidos;
  • Biológico – ocorre quando o processo de desintegração de rochas é provocado especialmente pela ação de seres vivos. Esse processo ocorre por meio da ação de plantas e animais, como por meio de raízes de árvores, que atuam na desintegração de blocos rochosos.

Entretanto, o intemperismo biológico não é visto como fundamental nesse processo, pois a escala temporal geológica é demasiadamente grande em relação aos seres vivos.

Rocha Sedimentar Selecionada – Fonte: SulInformacao

Maneiras de análise

De maneira geral, as características analisadas em uma formação são suas fácies sedimentares, as quais descrevem o aspecto de uma unidade estratigráfica (litologia, estruturas sedimentares, geometria, fosseis). Concomitantemente, há associações e comparações com outras formações, principalmente com as suas sucessões. Baseando-se nelas, podem ser criadas hipóteses para caracterizar a sua formação e assim formular possíveis ideias mesmo sem ter escavado. Sendo as principais delas:

  • Relações estratigráficas como idade relativa, geometria, relações físicas e espaciais dos estratos;
  • Proveniência: fonte dos sedimentos, localização, tipo etc.;
  • Processos sedimentares: arranjo deposicional, padrões de dispersão dos sedimentos e mecanismos de transporte e conjunto deposicional, padrões de dispersão dos sedimentos, e mecanismos de transporte;
  • Paleogeografia:  geografia física durante a deposição;
  • Arranjo Tectônico: placas tectônicas durante a deposição;
  • Diagênese: modificações dos sedimentos durante o soterramento em função das condições responsáveis por essas mudanças (temperatura, tempo, regime de fluxo de fluido).
Testemunhos rochas sedimentares – Researchgate

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Recursos hídricos e a mineração

A mineração é uma atividade fundamental para o desenvolvimento econômico e social de muitos países ao redor do mundo. Mas você sabia que ela requer grandes quantidades de água para diversos fins? Neste artigo, discutiremos como os recursos hídricos são utilizados na mineração e a maneira como é feita a gestão adequada deles, a fim de minimizar ao máximo os impactos ambientais gerados.

Água sendo usada em processos da mineração. Fonte: HZDR/ Detlev Mueller

Quais são as aplicações?

Em nossa vida, a água é essencial para o funcionamento e a manutenção de diversos segmentos. Na mineração, isso não é diferente. A água é utilizada em diversas etapas do processo, desde a exploração até o beneficiamento do minério. Dentre estes usos, são esses os principais:

  • Perfuração e desmonte de rochas: a perfuração de rochas é uma técnica utilizada para fazer furos em rochas sólidas a fim de facilitar o acesso e extração de minerais e o desmonte, para fragmentar rochas sólidas em pedaços menores. Aqui, a água é utilizada para resfriar as brocas durante a perfuração e para controlar a poeira gerada durante a detonação;
  • Extração: este é o processo de remoção de minerais e rochas do solo, subsolo ou leito de rios, e os recursos hídricos são utilizados para separar o minério do material indesejado, por meio de técnicas como lavagem e flotação;
  • Processamento mineral: é a etapa em que os minerais extraídos são beneficiados para separar os minerais valiosos dos minerais não valiosos e transformá-los em produtos finais úteis. Sendo assim, a água é usada para dissolver, separar e concentrar o mineral desejado. Isso pode incluir a aplicação de produtos químicos para ajudar na separação;
  • Refrigeração: a água é utilizada para resfriar equipamentos, como motores e geradores, que podem superaquecer devido ao uso constante.
  • Gestão de rejeitos: consiste em um conjunto de práticas e medidas destinadas a controlar, minimizar e gerenciar os resíduos produzidos durante o processo de extração mineral. A água é essencial para transporte e armazenamento dos rejeitos gerados durante o processo de mineração.
Caminhão esguicha água para reduzir o nível de poeira. Fonte: SHUTTERSTOCK.

E a lavra de água mineral?

A lavra de água mineral é o processo de extração de fontes subterrâneas por meio de poços artesianos, os quais são perfurados e atingem as camadas subterrâneas, onde ela está presente. Após a extração, a água é submetida a um processo de tratamento para garantir a sua qualidade e segurança, como a remoção de impurezas e o controle microbiológico. A lavra de água mineral é uma atividade regulamentada e monitorada pelos órgãos competentes, que estabelecem limites de captação, monitoramento da qualidade da água e medidas de proteção ambiental. Por isso, a fim de garantir a segurança e a sustentabilidade da atividade, é necessário que haja engenheiros de minas envolvidos no processo.

Colocando água mineral no copo. Fonte: SHUTTERSTOCK.

Recursos hídricos da américa

Com cerca de um terço dos recursos hídricos do mundo, a América Latina tem o maior patrimônio hídrico per capita, quase quatro vezes a média global. Já o Brasil possui 12% das reservas de água doce do planeta, constituindo 53% dos recursos hídricos da América do Sul.

E também apresenta dois grandes e importantes aquíferos: o Guarani, situado no Centro-sul e que se estende por outros países, além do aquífero Alter do Chão, localizado na região Norte. Os abundantes recursos hídricos da região significam que ela tem um grande potencial para uma matriz energética verde do mundo, energia hidrelétrica, e uma ampla atividade agrícola, bem como mineralógica.

Como os recursos hídricos devem ser geridos?

Com a finalidade de evitar grandes impactos ambientais, é necessário que haja uma certa complexidade nesta gestão. Por conta disso, são tomadas algumas medidas no que diz respeito às etapas envolvidas no processo, desde a captação e uso da água, até o descarte.

Para começar, podemos citar o monitoramento e controle do consumo de água, visto que devem ser postas em prática ações para reduzir o desperdício e aperfeiçoar os processos de recirculação e reutilização da água utilizada na mineração. Sendo assim, também é válido citar o tratamento e reuso de efluentes, uma medida que pode permitir o seu reuso e diminuir a demanda por água fresca.

Além desta questão, está inclusa a utilização de tecnologias mais eficientes, a exemplo dos sistemas de irrigação por gotejamento e recirculação de água, e a proteção dos recursos hídricos. Isto é, a identificação e preservação das nascentes e cursos d’água presentes na área de influência da atividade, além da implementação de soluções para evitar a contaminação por substâncias químicas ou biológicas.

Em conclusão, a mineração é uma atividade que demanda certa quantidade de água e a sua gestão adequada é um desafio que exige a adoção de medidas efetivas e sustentáveis para garantir o uso responsável e consciente da água. A indústria mineral pode, sim, gerar impactos significativos sobre os recursos hídricos, mas com a implementação de boas práticas e tecnologias eficientes, é possível reduzi-los e promover uma gestão adequada.


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Lítio

Se você acompanha nosso blog, já deve ter lido sobre os minerais mais caros e raros do mundo, ou, talvez você já tenha ouvido falar sobre o lítio, atualmente muito usado em baterias. Mas você sabia que ele tem outras utilidades? Nos acompanhe neste artigo e, até o final, você saberá mais um pouco sobre este interessante elemento.

O que é?

O lítio (Li) é elemento químico grupo dos metais alcalinos, o mais leve dos elementos sólidos. O próprio metal – que é macio, branco e brilhante – e várias de suas ligas e compostos são produzidos em escala industrial.

Lítio – Fonte: TheEpochTimes

Ocorrência

Descoberto em 1817 pelo químico sueco Johan August Arfwedson no mineral petalita, o mineral também é encontrado em depósitos de salmoura e como sais em fontes minerais; sua concentração na água do mar é de 0,1 parte por milhão (ppm). Ademais, o lítio é encontrado em minérios de pegmatito, como espodumênio e lepidolita, ou em minérios de ambligonita, com teores de variando entre 4 e 8,5 por cento.

Petalita – Fonte: Webmineral

Nos pegmatitos, o magma esfria tão lentamente que os cristais têm tempo para crescer muito. Como a lepidolita é um tipo de mica, seus cristais crescem em folhas longas e finas.

Pegmatito – Fonte: earthphysicsteaching

Produção

Até a década de 1990, o mercado químico e metálico de lítio era dominado pela produção americana de depósitos minerais, mas na virada do século 21, a maior parte da produção era derivada outros países. Conforme relatado pelo USGS (United States Geological Survey), Austrália, Chile, China e Argentina são os principais produtores atualmente.

Chile, Bolívia e Argentina formam uma região conhecida como Triângulo do Lítio. O Triângulo é conhecido por suas salinas de alta qualidade, que incluem o Salar de Uyuni, na Bolívia, o Salar de Atacama, no Chile, e o Salar de Arizaro, na Argentina. Acredita-se que o Triângulo de Lítio contenha mais de 75% das reservas conhecidas deste minério existentes.

Mina de lítio no Salar do Atacama, Chile – Fonte: mining.com

Os depósitos também são encontrados na América do Sul ao longo da cordilheira dos Andes. O Chile é o principal produtor, seguido pela Argentina. Ambos os países recuperam lítio de piscinas de salmoura. Segundo o USGS, o deserto de Uyuni, na Bolívia, possui 5,4 milhões de toneladas deste minerio. Metade das reservas conhecidas do mundo estão localizadas na Bolívia, ao longo da encosta leste central dos Andes, apesar de ela não ser uma grande produtora de lítio.

Lítio no Brasil:

No Brasil, as reservas estimadas giram em torno de 95 mil toneladas e os depósitos ocorrem associados a pegmatitos graníticos da Província Oriental do Brasil, abrangendo principalmente o estado de Minas Gerais, Bahia, Espírito Santo e Rio de Janeiro.

Mineração:

Este minerio é frequentemente recuperado da salmoura ou da água com alta concentração de carbonato de lítio. As salmouras subterrâneas presas na crosta terrestre são uma importante fonte de material para o carbonato de lítio. Essas fontes são menos caras para minerar do que rochas como espodumênio, petalita e outros minerais contendo lítio.

A produção de salmoura começa primeiro bombeando a salmoura para lagoas evaporativas. Ao longo de 12 a 18 meses, a concentração da salmoura aumenta para 6.000 ppm através da evaporação solar. Quando o cloreto de lítio atinge a concentração ideal, o líquido é bombeado para uma planta de recuperação e tratado com carbonato de sódio, precipitando o carbonato de lítio, que é então filtrado, seco e enviado.

Usos do lítio

Compostos de lítio são usados em cerâmica e vidro, na produção de alumínio primário, na fabricação de lubrificantes e graxas, propulsores de foguetes, síntese de vitamina A, soldas de prata, dispositivos de flutuação subaquática e, cada vez mais, em baterias.

As baterias deste minério estão provando ser uma alternativa eficaz e acessível às baterias tradicionais e em novas aplicações de bateria. Mais de 50% do lítio extraído é usado em baterias. Esse uso aumentou recentemente de maneira rápida, estimulando um crescimento na mineração de lítio para fornecer-los para baterias.

O minério é misturado com outros metais leves, como alumínio e magnésio, para formar ligas fortes e leves (uma liga é uma mistura de metais).O lítio, na forma de carbonato ou citrato de lítio, é usado como medicamento para tratar a gota (uma inflamação das articulações) e para tratar doenças mentais graves.


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Simulação de reservatórios

Já falamos um pouco sobre as características dos reservatórios de petróleo e como conhecer determinadas propriedades intrínsecas de cada reservatório pode ajudar a entender melhor a produção de óleo. Todavia, a partir dessas informações, conseguimos definir onde perfurar? Quantos poços necessários? Qual tipo de método de recuperação utilizar? São muitas dúvidas, não é mesmo?  A simulação de reservatório foi desenvolvidos justamente para sanar algumas delas.

O que é a simulação?

Simulação de reservatório é uma área da engenharia de reservatório na qual modelos computacionais são usados para predizer o fluxo de fluidos através de meios porosos, analisando e estimando o comportamento do escoamento multifásico, se aproximando o máximo possível das características intrínsecas do reservatório, fluidos e mesmo da relação entre o fluido e o reservatório. E são representados por meio de grids, que são pequenos elementos cúbicos que representam a área de contorno do reservatório

Grids reservatório, Fonte: USP

Os simuladores de sistemas podem ser classificados como físicos ou matemáticos. As simulações físicas compreendem, geralmente, modelos reduzidos ou mesmo protótipos. Os simuladores matemáticos, por sua vez, podem ser divididos em analíticos, que declara uma solução exata para o problema, e numérico, que sugere uma solução estimada para o problema. A solução numérica é a que costuma ser utilizada na engenharia de petróleo, a qual se utiliza basicamente de três características: tratamento matemático utilizado (volumétrico, composicional, térmico), número de dimensões (unidimensional, bidimensional, tridimensional) e número de fases admitidas (monofásico, bifásico, trifásico).

Entretanto, é importante entender que o nível computacional exigido de cada operação é aumenta com o nível de detalhamento de sua simulação, requerendo maior nível de processamento computacional.

Coleta de dados

Para a construção de um modelo bem elaborado, precisamos de dados empíricos que são extraídos de diversas etapas do estudo do reservatório. Isto inclui dados sobre a geologia (modelo geológico, mapas estruturais, mapas de isópacas, seções estratigráficas), da rocha (permeabilidade, porosidade, compressibilidade, permeabilidade relativa, saturação de fluidos na formação, pressão capilar), dos fluidos (análise PVT e análise do óleo, água e gás) e dados também de caráter de produção (histórico de produção, pressão e injeção, e testes de formação) e poço (completação, índice de produtividade/injetividade, histórico de completações, estimulações, restaurações e pressão na cabeça do poço).

Isto, quando inserido em um modelo numérico que detenha equações matemáticas fundamentadas na lei da conservação de massa, fenômenos do transporte e equação de estado, podem expressar comportamentos que nos permitam analisar o efeito ao longo do tempo nos reservatórios, análise de vazão da produção/injeção na recuperação, determinação do melhor esquema de desenvolvimento do campo. O nível de detalhamento pode ser alterado na etapa de “gridzação”, na qual é lançada uma malha sobre a área de contorno do reservatório e são inseridas as informações referentes àquele espaço em especifico.

Ajustes e extrapolação

Uma vez especificada e inserida cada característica do reservatório no simulador, a etapa seguinte é a de ajuste, a qual tem por objetivo calibrar o modelo numérico com os dados de produção de poço. Desta maneira, verificando se há concordância com os dados adquiridos na prática com os simulados, no caso em que a simulação não condiz com os parâmetros reais, dados como permeabilidade absoluta, permeabilidade relativa e porosidade podem ser alteradas para se atingir o valor adequado, desde que se restrinja dentro do escopo do projeto.

ResInsight. Fonte: Autoria propria

No caso em que o ajuste condiz fielmente com os dados mensurados na prática, pode-se utilizar o modelo para se efetuar previsões confiáveis do comportamento futuro do poço. Nessa condição, podem ser impostas vazões para os demais poços, bem como o reservatório em geral. Contudo, entende-se que, devido à heterogeneidade do reservatório, as informações inseridas em determinado grid podem não corresponder na prática com todo o espaço selecionado, e, dessa maneira, resulte em um resultado não satisfatório. Portanto, a extrapolação devido a diversos fatores, pode não corresponder ao comportamento real. No entanto, quanto mais informações de histórico, mais digna de confiança é a previsão perto do comportamento real.


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Onde e como atua o engenheiro de petróleo?

A área das engenharias é extremamente ampla, sendo composta por cursos focados nos mais diversos elementos. Um destes elementos é o petróleo, que consiste em um recurso natural não renovável certamente conhecido por você. Mas você conhece a importância da atuação de um engenheiro de petróleo em sua cadeia produtiva?

O que é Engenharia de Petróleo?

Sabemos que o petróleo é uma substância líquida oleosa, de origem fóssil, encontrada no subsolo terrestre. Ele é composto principalmente de hidrocarbonetos, os quais são moléculas formadas por átomos de hidrogênio e carbono, e pode ser extraído através de perfuração de poços de petróleo. É uma das principais fontes de energia do mundo, além de ser utilizado na produção de combustíveis, plásticos, produtos químicos, lubrificante, entre outros.

A indústria do petróleo é segmentada em basicamente duas fases: Upstream e Downstream. No que tange a engenharia de petróleo, ela é, em resumo, um ramo da engenharia que se dedica à exploração, produção e processamento de petróleo e gás natural, denominado upstream.

Plataforma offshore – Fonte: OliverWyman

Já o Downstream, se concentra nas atividades de refino, distribuição e comercialização. Cabe destacar que o gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos leves que se encontra em reservatórios subterrâneos, frequentemente associado ao petróleo, mas pode também ser encontrado sozinho.

Refinaria em Port Arthur EUA – Fonte: Beaumont Enterprise

Durante a graduação, é oferecida uma formação ampla e diversificada em disciplinas técnicas e científicas, a fim de preparar os estudantes para atuar em diversas áreas da indústria de petróleo e gás.

Como atua um engenheiro de petróleo?

Os engenheiros de petróleo trabalham em diversas áreas, desde a perfuração de poços até a produção e processamento de hidrocarbonetos. Eles também são responsáveis por projetar sistemas e equipamentos para maximizar a produção de petróleo e gás, bem como garantir a segurança e eficiência das operações. Além disso, estes profissionais estão envolvidos na pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias para melhorar a produção e processamento de petróleo e gás, e estão cada vez mais preocupados com a sustentabilidade e com a transição para fontes de energia renováveis.

Entretanto, existem algumas áreas específicas em que um engenheiro de petróleo pode atuar. Dentre elas estão:

  • A extração do petróleo em terra e no mar: existem diferentes processos e tecnologias para cada uma destas formas. Na extração em terra, os poços são perfurados em áreas terrestres onde existem reservatórios de petróleo, utilizando uma plataforma de perfuração, que pode ser fixa ou móvel. Já na extração em mar, a plataforma de perfuração é instalada em águas profundas e pode ser flutuante ou fixa;
  • Criação de projetos: o engenheiro de petróleo pode atuar em diversos projetos relacionados à pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias/soluções para a indústria e gerenciamento de projetos. Tudo isso sem contar com a engenharia de produção, a de refinaria e a de transporte;
  • Desenvolvimento de maquinários: aqui, a atuação está relacionada à gestão, manutenção e desenvolvimento de máquinas e equipamentos utilizados em toda a cadeia produtiva do petróleo. Isso inclui a seleção, compra, instalação e operação de equipamentos como plataformas de perfuração, sistemas de elevação artificial, unidades de processamento e refinarias;
  • Logística: o profissional pode agir no planejamento e gestão da logística relacionada à matéria-prima e seus subprodutos, que são altamente inflamáveis e requerem cuidados especiais em seu transporte e armazenamento;
  • Beneficiamento: o engenheiro de petróleo pode trabalhar em diversas fases do beneficiamento do petróleo, incluindo nas indústrias e refinarias que transformam o petróleo bruto em produtos derivados, como gasolina, diesel, lubrificantes, entre outros.

Onde atua o engenheiro de petróleo?

Existem diversos campos de atuação para estes engenheiros, dentre os quais podemos citar as empresas de exploração e produção de petróleo e gás (seja em campos terrestres ou offshore), as empresas de serviço para a indústria de petróleo e gás, as indústrias e refinarias de petróleo, as instituições de ensino e pesquisa, além dos órgãos reguladores.

E há especializações dentro de cada ramo da função da engenharia de petróleo, por exemplo engenheiros de reservatório de petróleo, engenheiros de perfuração de poços de petróleo, cimentação entre outras.


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